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车载以太网解决方案,你了解多少?

车载以太网解决方案,你了解多少?

2022/6/24 16:09:52

近年来,为了满足智能网联汽车的开发要求,车载以太网技术开始逐渐进入人们的视野。而以太网技术已经成为下一代车载网络架构的趋势之一,其发展之迅猛,使得各主机厂纷纷产生了浓厚的兴趣并投入研发。

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一 为什么使用车载以太网

| 对高带宽的要求

随着驾驶辅助系统(ADAS)、信息娱乐系统等技术的发展,目前对车载网络带宽的要求越来越高,已经超出了CAN、CAN FD等传统网络的承载能力,由此促进了车载以太网技术的快速发展和应用。

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| 线束成本

传统汽车上的线束相对较多,且布线重量较重。而博通公司研发的BroadR-Reach技术,采用单对的非屏蔽双绞线进行信号传输,使得重量减轻30%,且降低连接成本可达80%。

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| 新的电气架构

传统的分布式电子电气架构已经难以承载汽车越来越复杂的功能了,未来则是按照不同功能域集中控制ECU的划分思路,并采用域控制器的方法来解决这一问题。

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二 车载以太网协议架构

和传统以太网相比,车载以太网对物理层进行了修改,引入了新的100BASE-T1、1000BASE-T1。车载以太网协议通常被认为是一个五层协议系统:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层,每一层都具有不同的功能。

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 业务范围

我们公司提供全流程的解决方案,覆盖电子电器架构开发、规范定义、原型车辆开发、测试与验证的解决方案,横跨了汽车开发的生命周期。

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| 电子电气架构开发

电子电气架构开发是汽车电子电气系统的顶层设计,其目的是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下,通过对功能、性能、成本和装配等各方面进行分析,以得到更佳的系统方案。我们可以根据客户的需求,提供以下六大部分内容的服务。

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| 数据库创建工具

VisualXML是网络数据库自动转换工具。其利用标准的Excel网络调查表来描述ECU的通信矩阵,并且可一键式轻松转换DBC、LDF、ARXML等多种文件格式,还支持CAN/CAN FD、LIN、以太网等总线标准。其由Conversion、Split、Verification、Contrast、Editor五大功能组成。

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VisualODX软件是ODX诊断数据自动转换工具。其利用标准的Excel诊断调查表来描述ECU的诊断规范,并且通过该工具可将Excel文件自动转化为ODX/PDX数据文件。

该软件操作简单方便,一键式转化,功能强大,大大减少人力投入,同时高效快捷,从而加快了开发进度。

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| 原型车辆开发

整车电子电气功能测试是原型车辆开发中不能缺少的重要环节。在每个整车项目开发的过程中都需要对整车所有电子电气功能进行测试,以验证其是否满足设计要求。

我们根据整车厂所制定的规范,搭建车载以太网demo台架,集成100BASE-T1/1000BASE-T1/CAN FD协议,并支持以太网的SOME/IP、DoIP和AVB等协议。以下图片是车载以太网演示系统的案例。

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| ECU开发

网关控制器软件:网关控制器是整车电子电气架构中的核心部分。它连接着车上各个通信子网,可将CAN、LIN、MOST和FlexRay等在不同网络中的数据进行路由。网关控制器保障了整个汽车的安全性与可靠性。

我们可以配合客户的整车开发计划并提供低成本、高可靠性以及快捷的以太网网关设计方案,由此大大加快了网关产品的开发和生产。

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(NXP MPC5748G安全以太网网关参考设计)

AUTOSAR基础软件:虽然AUTOSAR的传统平台(Classic Platform)解决了嵌入式ECU需求,但是随着驾驶辅助系统(ADAS)和信息娱乐系统等技术的发展,它已经无法满足ECU的需求了,所以需要在车辆上使用完全兼容、绝对安全、复杂度高以及计算资源需求量大的软件。因此,AUTOSAR建立了第二个软件平台——AUTOSAR自适应平台(Adaptive Platform)。

我们将根据客户的需求,提供基于符合AUTOSAR CP和AP平台的基础软件,包括SOME/IP、DoIP和AVB等。

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Upper Tester/Lower Tester开发服务:汽车开放系统架构联盟(AUTOSAR)制定的车载以太网规范包括TCP/UDP/IP协议栈,并在制定的规范中提出了Upper Tester和Lower Tester的重要测试概念。Upper Tester/Lower Tester是Tester与DUT的被测核心功能模块之间的中介,可以辅助完成测试。

我们将为您提供Upper Tester/Lower Tester的开发服务,可以更加简单地实现在DUT上测试相关协议栈。

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| 测试与验证

OptoLyzer Studio是一款用于车载以太网分析、仿真与测试的软件。它可以提供消息记录、图形化、活动区、过滤、消息注入、书签并且支持多种协议。

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? 支持多种车载总线系统:Ethernet/Internet、CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、MOST以及基于INICnet技术的网络;

? 支持多种数据格式文件的导入导出:*.blf、*.asc、*.csv、*.pcap、*.pcapng、*.olsreplay、*.olslog、*.img、*.k2llog;

? 消息显示Trace/发送Send;

? 信号显示Data;

? 曲线显示Graph;

? Panel:Gauge Tile、Activity Tile、Text Tile、Progress Bar Tile、Image Tile;

? 总线统计Statistics;

? 编程:C#支持更多的功能组建,实时性更高;

? 过滤功能Filter。

Q-Tester是一款简易使用的诊断协议软件。该诊断协议采用ODX(ASAM MCD-2 D/ISO 22901-1)方案,并且诊断仪与ECU间的数据交互,依赖于核心的ODX诊断数据库。

该方案的好处是,在功能方面确定并完成相关开发工作后,就无需再对软件进行维护,对于新车型、新平台的支持通过升级ODX数据库的形式来完成,而维护数据库的工作量相对于维护软件而言,则会小很多。这在无形之中便减少了供应商的工作量,以及降低了OEM的成本。

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Q-Automation作为一款自动化的,用于测试电子控制单元(ECU)。Q-Automation支持ASAM ATX标准,可以与其他工具共享数据,也可以用来定义测试规范、定义测试准备、测试执行和测试评估等。并且只需填写Excel测试表格,就可实现半自动化测试需求,由此缩短了客户测试周期。同时,使用ODX/OTX标准化工具,不仅可以支持多种测试硬件,而且可以减少测试软件兼容性问题。

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VIN|ING系列接口卡是应用创新概念的通信接口卡。VIN|ING 2000是VIN|ING产品家族的一个更强大的VCI。其设计紧凑,支持通过WLAN/LAN/USB连接至上位机,车端支持CAN/FD、K-Line和DoIP通讯协议,特别适合于面向未来的开发测试、制造和售后服务应用。同时,VIN|ING 2000也是一款基于DoIP的可移动VCI设备,不仅支持通过Wi-Fi或USB连接电脑的标准应用,而且也支持远程诊断任务和独立操作。这是通过内置于设备中的新Softing SDE实现的——将经过验证、测试的标准基础通信组件与功能访问接口相结合。

因此,PC上的所有标准序列和功能都可以直接在VCI上重复使用,无需WLAN连接,避免了Wi-Fi连接和带宽或延迟的问题。

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Technica公司从2008年以来便与BMW共同合作,一起研发了BroadR-Reach技术、车载以太网及其协议等技术开发标准测试。其团队根据对车载以太网的深入学习研究,设计研发了一系列测试的硬件、软件工具。

通过这些产品,用户可以更加方便地实现车载以太网相关产品的仿真、测试、调试和监听数据等强大功能。

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德国IPETRONIK公司成立于1989年,多年来一直为汽车行业提供安全、专业、可靠的记录仪,因其优秀的硬件品质、丰富的协议兼容和高精度的测量记录,使其得到了许多汽车企业的高度评价。根据需求,IPETRONIK提供了多款以太网记录仪以供选择。

延续了以往的优点的同时,记录仪支持高速以太网的协议标准和更快的数据写入、取出速度,使得车载以太网测试可以更加顺利地进行。

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Open Alliance发布的TC8规范定义了ECU从物理层到应用层的测试条目,其目的是为了提高车载以太网ECU之间的通信质量和ECU之间的兼容性。

我们与Rohde&Schwarz、Spirent Communications以及Technica公司共同合作提供符合TC8规范和AUTOSAR规范的车载以太网第一层到第七层的协议测试。

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王静
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