網(wǎng)絡(luò)節(jié)點攀升 對車載總線網(wǎng)絡(luò)提出三大需求
摘要： 汽車電子是近年來的熱門市場，持續(xù)引領(lǐng)諸多電子元件的需求，大量的電子控制裝置(ECU)因人們對于汽車的舒適、安全、節(jié)能、信息娛樂等方面需求而應(yīng)用于汽車上。車載網(wǎng)絡(luò)誕生將近20年，CAN網(wǎng)絡(luò)作為最初的黃金標(biāo)準(zhǔn)，后來隨著汽車電子復(fù)雜度的增加以及為滿足汽車不同職能的需求，LIN、FlexRay、MOST以及以太網(wǎng)等技術(shù)逐漸被引入，為汽車在安全和舒適方面帶來了巨大的飛躍和超凡體驗。多年前很多高端車遙不可及的選配安全或舒適功能，現(xiàn)在已經(jīng)成為了家用車的標(biāo)配。
關(guān)鍵字： 汽車電子， 車載網(wǎng)絡(luò)， 電子元件
11月27日，汽車電子是近年來的熱門市場，持續(xù)引領(lǐng)諸多電子元件的需求，大量的電子控制裝置(ECU)因人們對于汽車的舒適、安全、節(jié)能、信息娛樂等方面需求而應(yīng)用于汽車上。車載網(wǎng)絡(luò)誕生將近20年，CAN網(wǎng)絡(luò)作為最初的黃金標(biāo)準(zhǔn)，后來隨著汽車電子復(fù)雜度的增加以及為滿足汽車不同職能的需求，LIN、FlexRay、MOST以及以太網(wǎng)等技術(shù)逐漸被引入，為汽車在安全和舒適方面帶來了巨大的飛躍和超凡體驗。多年前很多高端車遙不可及的選配安全或舒適功能，現(xiàn)在已經(jīng)成為了家用車的標(biāo)配。
汽車電子相關(guān)圖
目前，全球每輛車平均CAN，LIN，F(xiàn)lexRay總線節(jié)點從2006年少于10個，到現(xiàn)在已超過20個，預(yù)計到2016年，全球汽車車載網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的總數(shù)可能將達30億個。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點攀升，對車載總線網(wǎng)絡(luò)提出三大需求
隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增加，車載網(wǎng)絡(luò)必須實現(xiàn)更高的性能、更高的帶寬、更高的效率以及更強的可擴展性。這些新趨勢也將帶動汽車產(chǎn)業(yè)向更加環(huán)保和智能的方向發(fā)展，恩智浦半導(dǎo)體(NXP)認(rèn)為在未來的10年中，決定汽車產(chǎn)業(yè)格局的趨勢是節(jié)能減排和移動互聯(lián)。這些領(lǐng)域?qū)囕d網(wǎng)絡(luò)的帶寬，安全性，能效，耐壓，可靠性，抗干擾性，可預(yù)測性，可擴展性，自適應(yīng)性，平臺設(shè)計都提出了新的需求。
汽車電子的高速發(fā)展對車載網(wǎng)絡(luò)提出了更多需求，恩智浦半導(dǎo)體汽車電子事業(yè)部業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)李曉鶴認(rèn)為這些要求主要體現(xiàn)在三方面：性能路線、標(biāo)準(zhǔn)化路線和優(yōu)化路線。
性能路線：更高的帶寬(CAN FD， FlexRay，以太網(wǎng))、更強的EMC/ESD性能(可參閱德國5車廠的聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn))、更低的功耗、更好地在大規(guī)模不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中可靠通訊、在新能源車中的高壓隔離通訊、在節(jié)能傳統(tǒng)車中的主動能量管理以及在車聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)安全加密和驗證等等。
標(biāo)準(zhǔn)化路線：網(wǎng)絡(luò)通訊發(fā)展的前提是標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化不僅是針對網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)本身，同時也包括統(tǒng)一的研發(fā)、驗證標(biāo)準(zhǔn)以保證網(wǎng)絡(luò)在汽車平臺化設(shè)計中的可靠，可擴展，可預(yù)測和低成本。比如前面提到的德國5車廠(包括法國車廠也在參考)的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器聯(lián)合驗證規(guī)范， 又比如NXP與德國、法國、中國車廠合作進行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟?guī)劃和仿真等。從1994年推出業(yè)界第一款高速CAN，恩智浦一直密切參與新總線標(biāo)準(zhǔn)的制訂和推廣，恩智浦同樣也是FlexRay， LIN及車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織的主要成員。
優(yōu)化路線：現(xiàn)有的功能模塊有很多通過網(wǎng)絡(luò)進行性能優(yōu)化的需求，例如局域網(wǎng)絡(luò)總線(Partial Networking)為電池車和新能源汽車提供更高級的能量控制，使網(wǎng)絡(luò)成為整車能量管理的一部分，系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片(System Basis Chip)將網(wǎng)絡(luò)，供電控制，高壓輸入輸出和安全診斷集成一體，基于HVSON微型無管腳封裝的CAN，LIN總線產(chǎn)品使微型傳感器，微型攝像頭成為可能。
另外，車載網(wǎng)絡(luò)連接的是汽車中樞系統(tǒng)與各個子系統(tǒng)之間的通信和信息交換，車載網(wǎng)絡(luò)的安全高效離不開強大的系統(tǒng)軟硬件支撐，而且相對而言，子系統(tǒng)越少，為車載網(wǎng)絡(luò)帶來的壓力越小，出錯率就越低。從車載軟硬件系統(tǒng)上優(yōu)化也可大幅提升車載網(wǎng)絡(luò)的效率。
美國移動軟件管理(MSM)供應(yīng)商Redbend公司認(rèn)為將來車載硬件和軟件架構(gòu)的一個顯著發(fā)展趨勢是ECU的統(tǒng)一，即將多個ECU與處理器集成到一個處理器中。該公司市場總監(jiān)Yoram Berholtz解釋到：“從硬件上將ECU單元統(tǒng)一，在軟件上采用虛擬化技術(shù)能實現(xiàn)在同一硬件平臺上運行多個操作系統(tǒng)(如RTOS， AUTOSAR， QNX等)，因為虛擬化技術(shù)能使多個操作系統(tǒng)之間相互隔離，從而使?jié)撛诘耐{隔離于高端OS之外，從而達到提升車載網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全性和可靠性的目的。”
Redbend的虛擬化技術(shù)可以對在同一硬件上平行運行不同軟件棧的多臺虛擬機(VMs)進行管理。每個域(例如虛擬機、高級操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序)均可在安全和容錯模式下(一個操作系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的故障不會影響其他系統(tǒng))運行完全不同的軟件棧，無論是對最小的實時操作系統(tǒng)RTOS還是功能豐富的高級操作系統(tǒng)HLOS。
這種將系統(tǒng)彼此隔離的方式為滿足車載信息娛樂系統(tǒng)的不同需求、處理互聯(lián)汽車復(fù)雜的軟件環(huán)境提供了新的解決方案。
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