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想象一下，在不久的將來，你會開新車。新車是電動汽車，有更先進的駕駛員輔助系統（ADAS）有各種軟件的功能，可以聯網。

網絡汽車允許人們根據需要下載各種應用和服務。想象一下把車借給孩子們。您可能想要安裝汽車跟蹤應用程序，遠程設置速度限制，甚至距離限制。想開車上山滑雪一周嗎？可以為ADAS系統安裝安全軟件包，可以更好地應對冰雪天氣，也可以遠程診斷輪胎，檢查一切是否正常。或者安裝多區域音頻應用程序，在陡峭的山路上開車，聽最喜歡的播客，孩子們能看動畫片嗎？

以太網骨干網可重新配置

當然，這些都是例子，但有些場景很快就會成為現實。所有這些場景都取決于未來汽車需要支持的具體功能：

? 未來汽車需要連接到云端

? 硬件組件支持所有新功能，可以升級到車輛設計中甚至沒有想到的功能

? 車載網絡連接汽車上所有的計算機、傳感器和執行器，支持新應用程序生成的數據流量和通信模式

這些新要求側重于基于以太網的車載網絡主干網絡，與當前的工作模式發生沖突，即所有數據流量在設計過程中都是靜態決定的，系統在不了解未來應用需求的情況下

特別是使用以太網交換機IEEE音視頻橋接（AVB）時間敏感網絡（TSN）根據流量的重要性，對流量進行分類和優先排序。廣義精確時間協議使用以太網交換機和網絡處理器（gPTP）建立同步時鐘，可以同步車輛中音視頻流的播放，也可以通過ADAS ECU組合不同傳感器(如攝像頭、雷達和激光雷達)觀察到的對象。

想了解更多關于汽車架構的知識嗎？歡迎訪問恩智浦汽車網頁。

更改網絡或TSN配置中的某些內容不再是單個實體的任務。相反，它需要更改幾個與車輛網絡相關的網絡控制器、處理器和以太網交換機的配置。

1. 定義每個網絡組件上需要更改的內容

2. 如何將新配置部署到通常來自不同供應商的網絡設備中

要解決這個問題，需要一個抽象的模型來總結每個設備的功能，以及如何配置和更新它們。

例如，在經典平臺上AUTOSAR該軟件提供了所有網絡設備的通用配置視圖，但它只支持一組有限的網絡功能，它是靜態的，在部署到車輛后不支持動態配置更新。

而IEEE網絡建模和配置定義了幾個標準。IEEE 802.1Qcc(見圖1)提供抽象模型，包括:

? 集中用戶配置（CUC）模塊

- 捕獲所有應用程序要求

- 集中網絡配置（CNC）

? 集中網絡配置（CNC）模塊

- 了解網絡實際硬件的所有具體功能

- 可為網橋、監聽器、通話器等各種網絡設備計算新的網絡配置

? 一種名為YANG通用抽象數據建模語言(圖2)

- 可以捕獲和建模網絡命令，然后每個目標設備都可以分析這些命令

該軟件定義網絡（SDN）該模型可以使用軟件來引導網絡上的流量，以解決以前網絡架構的局限性。SDN傳統的基于軟件的網絡，而不是基于硬件的網絡。它可以更靈活地控制網絡，改變配置，分配資源，提高網絡容量。

圖1：符合IEEE 802.1Qcc的SDN架構

圖2：描述網絡配置YANG模型示例

下載YANG模型

當然，IEEE這就是標準。他們有。MPS代理身體解釋了需要發生什么，但沒有解釋如何發生。有幾種工具可以實現IEEE標準。圖3顯示了可能性。YANG一些模型部署到實際網絡的工具。

支持這些工具：

? 網絡設備查詢網絡的功能和狀態，生成新的服務請求或更新現有服務

? CNC模塊查詢任何聯網設備的狀態，生成配置信息并將其傳輸到任何聯網設備

以太網幀中每個工具的編碼YANG數據傳輸模式(如二進制或明文)（TCP或UDP、安全或非安全等。)以及網絡主機所需的資源類型(如POSIX、AUTOSAR或RTOS）各方面各不相同。

圖3：能夠實現SDN工具示例的過程

恩智浦的作用

最后一步是將基于抽象模型的此類配置信息轉換為與實現網絡設備特定硬件匹配的具體配置定義。

這需要與芯片緊密耦合的軟件包YANG將模型中提到的抽象配置編譯成具體設備的寄存器設置。

恩智浦正在為產品組合中的幾個設備開發這樣的驅動程序，包括SJA1110 10 10 10端口TSN以太網交換機和S32G車聯網處理器。

哪種序列化方法和協議取決于將在其上運行的目標設備的功能。CPU子系統較小(如SJA在1110)資源有限的設備中，首選內存占用小、計算能力要求低的工具。我們的第一個實現證明，從圖3中選擇合適的工具是可行的。

恩智浦堅信，軟件定義網絡將成為汽車網絡的現實，相應的解決方案需要基于標準。

結語

未來汽車軟件的爆炸性增長和重要性將需要新的硬件，可以動態重新配置，以適應未來的汽車功能。這將影響汽車中安裝的幾個電子控制單元（ECU）計算單元和車載網絡。

更新由不同的制造商制造ECU由芯片組成的分布式系統需要標準化的抽象和一套能夠滿足這一需求的工具。

恩智浦致力于為關鍵網絡產品開發必要的軟件(如S32G處理器和SJA1110以太網交換機)實施所需SDN步驟。

如需了解更多信息，請訪問nxp.com/SJA1110和nxp.com/vehiclenetworking。

Nicola Concer

恩智浦半導體汽車RT控制器產品經理

Nicola Concer是恩智浦汽車RT控制器產品經理專注于電氣化和區域化EE在此之前，他擔任恩智浦以太網交換機產品經理七年。Nicola博洛尼亞大學擁有博洛尼亞大學計算機科學博士學位，與意大利半導體和紐約哥倫比亞大學合作。