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如何設計出一(yī)種安全、最優的車(chē)載異構網絡系統呢?

導讀

随着汽車(chē)技術、智能化、網絡化的不斷發展，汽車(chē)中(zhōng)最新的應用和功能對帶寬、降低時延、同步、高可用、QoS、降低成本的要求也在不斷提高。當前和傳統的汽車(chē)網絡協議不足以滿足這些即将到來的需求。

在這種情況下(xià)，車(chē)載以太網技術的應用越來越廣泛。當然，傳統的車(chē)載網絡技術CAN/CAN FD是無法替代的。至少就目前而言，經過幾十年的發展，CAN在當今汽車(chē)行業在車(chē)載網絡領域占據絕對優勢。CAN已經形成了完整的标準體(tǐ)系，這意味着CAN具有高度的兼容性和完善的發展。工(gōng)具鏈系統如何設計網絡，更多的供應商(shāng)選擇和更低的采購成本（這對整車(chē)開(kāi)發來說極其重要），所以現階段完全替代CAN總線仍然是不可能的。

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圖 1：日益複雜(zá)的車(chē)載網絡架構

此外(wài)，除此之外(wài)，目前汽車(chē)的車(chē)載網絡系統還可能有LIN總線、MOST等其他類型的總線，車(chē)載以太網的加入将使車(chē)載網絡系統越來越多。複雜(zá)。在這種不可逆轉的大(dà)勢所趨的背景下(xià)，如何保證通信時延和多數據并發仍能保證車(chē)載網絡架構。如何滿足功能需求？如何設計一(yī)個安全最優的車(chē)載異構網絡系統？

在上述車(chē)載網絡日益複雜(zá)的背景下(xià)，車(chē)載網絡工(gōng)程師/架構師迫切需要一(yī)個專業強大(dà)的工(gōng)具來客觀地分(fēn)析初步的架構設計結果，并能提供可視化的分(fēn)析結果，從中(zhōng)獲得優化車(chē)聯網架構優化思路。爲此，宏科的供應商(shāng)RTaW（INRIA的子公司）爲汽車(chē)、航空等領域提供實時網絡仿真和配置工(gōng)具RTaW-。

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圖 2：RTaW - 應用場景

RTaW - 支持 TSN（時間敏感網絡）、CAN/CAN FD/CAN XL、LIN 和無線網絡進行車(chē)外(wài)通信等。除了準确的實時仿真分(fēn)析外(wài)如何設計網絡，RTaW - 還計算通信延遲的上限和緩沖區利用率，并包括最先進的自動配置算法，以确保硬件和軟件組件的正确性和優化。

RTaW - 主要特點：

1.支持任意速度和拓撲的工(gōng)業以太網、汽車(chē)交換以太網、時間觸發以太網和AFDX；

2.支持CAN、交換以太網、AFDX、LIN和通過網關互連的總線組成的異構通信架構的最壞情況分(fēn)析和時序精确仿真；

3. 帶有-TSN (ZCT) 的生(shēng)成式設計——一(yī)種自動選擇和配置 TSN 網絡的“按鈕”方法；

4.新增：拓撲壓力測試（TST）的設計空間探索算法幫助設計人員(yuán)在不完全了解通信需求的情況下(xià)做出早期的拓撲和技術選擇；

5. 可以使用用戶編寫的 Java 插件對更高級别的通信層、運行時環境和應用程序進行建模。這使得模拟一(yī)個完整的嵌入式系統成爲可能；

6.優化互連網絡的TSN時間感知(zhī)整形器（IEEE 802.11Qbv）傳輸調度；

7、支持MPPA和多種核心架構的片上網絡；

8. 分(fēn)析和配置任務調度、事件觸發和時間觸發調度、獨立任務、以圖和可運行對象的形式描述的任務、跨任務、網絡和CPU的系統範圍時序鏈的驗證；

9. 實施最先進的網絡演算，以計算通信延遲、幀抖動和緩沖區利用率的上限；

10. 通過并行仿真引擎提供最壞情況分(fēn)析和時序精确仿真，預測最壞情況和典型性能；

11. 支持FIFO、優先級、AVB -based 、TSN time-aware 、frame 、round-robin frame ；

12. 包括優化的優先級和路由算法，以及基于 AVB 信用的整形器和 TSN 時間感知(zhī)整形器的配置算法；

13. 支持周期性和零星的消息傳輸方式，UDP和TCP傳輸，分(fēn)段消息（例如，視頻(pín)流和FTP流量），以及複雜(zá)的傳輸方式（例如，DoIp協議）；

14. 豐富的圖形化版本和可視化環境，帶有通信模式編輯器、甘特圖和設計選項比較；

15、通過Java導出插件、CSV、XML文件及行業常用格式輕松導入導出網絡配置和仿真結果；

16. 對于真正的最壞情況延遲，計算出的通信延遲是有界的（通常小(xiǎo)于 15%）并針對每個數據流進行評估；

17. 包括一(yī)個基準生(shēng)成器，它可以創建随機和現實的以太網配置以進行早期評估，或者研究網絡将如何适應未來的更多負載；

18、分(fēn)析速度快，10秒内即可分(fēn)析民機大(dà)型AFDX網絡；

19. 在所有支持 Java 的 32 或 64 位平台上運行 - 無加密狗或許可證服務器保護；

20. 提供專業支持和自定義擴展。RTaW 功能也可通過軟件開(kāi)發人員(yuán) SDK 在您自己的程序中(zhōng)使用

RTaW-應用功能介紹：

1、快速建模仿真：用戶可快速搭建待仿真的車(chē)載網絡拓撲和模型（CAN/CAN FD、LIN、車(chē)載以太網分(fēn)離(lí)總線網絡或異構網絡）

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圖 3：快速構建仿真模型

CAN/CAN FD：支持導入标準數據庫，設置網關路由模式及其參數，分(fēn)析時延；車(chē)載以太網：可根據需要選擇不同的流量整形（AVB、TSN等）技術，分(fēn)析不同技術對系統時延的影響。

2. 仿真結果可視化：用戶可以根據仿真結果，根據仿真結果的各種呈現方式，分(fēn)析各種報文的時延等。

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圖 4：甘特圖

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圖 5：列表表單

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圖 6：折線圖表格

那麽 RTaW- 應該如何使用呢？爲進一(yī)步講解RTaW軟件，宏科雲課堂将于5月9日（周一(yī)）晚20:00-21:00進行車(chē)載以太網和TSN系列直播。車(chē)聯網事業部高級工(gōng)程師魏哲來分(fēn)享了主題“以太網流量模型與仿真”。如果你是汽車(chē)行業相關從業者，千萬不要錯過本次直播！

現場課程和講師簡介：

鴻科車(chē)網

車(chē)聯網事業部在汽車(chē)總線行業擁有10餘年經驗，與全球知(zhī)名CAN、LIN總線供應商(shāng)PEAK-、IHR等合作10年，提供頂級CAN/LIN分(fēn)析儀并在現場測試解決方案。同時，還提供汽車(chē)以太網和時間敏感網絡（TSN）的仿真測試工(gōng)具和解決方案。宏科自主研發的EOL測試軟硬件系統已在行業内多次安裝測試。業務部全體(tǐ)成員(yuán)均接受過國内外(wài)專業培訓，取得職業資(zī)格認證。五位工(gōng)程師平均擁有5年+的技術經驗和水平，赢得了客戶的好評。

原标題：宏科RTaW-：應對日益複雜(zá)的車(chē)載網絡架構

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