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擁抱互聯:汽車閘道如何提升駕駛體驗

本文作者:德州儀器       點擊: 2020-11-23 15:13
前言:
汽車供應商和原始設備製造商正大力投資軟體研發工作,以期增加新的功能和特性,從而實現自主性、電氣化和連通性。但通過增加更多的電子控制單元(ECU)來實現這些功能是不可行的,因為這會加劇系統複雜性和成本增加。

有兩種方法可整合和簡化車輛中的ECU:使用域體系結構或區域體系結構。域體系結構整合了支援汽車特定功能的ECU的子集,而區域體系結構則基於其在汽車中的位置(例如:右前區)整合ECU。儘管使用這兩種方法可以最小化系統複雜性並節約成本,但區域體系結構簡化了處理過程,並有助於進一步最小化車內佈線。

圖1區域車輛體系結構說明。
 
圖1:將DRA821U用作汽車中的中央閘道或區域閘道的區域體系結構

為支援區域體系結構,應設有在特定位置內的ECU之間維護現有的控制器局域網(CAN)和本地互連網路(LIN)通信的區域閘道,同時還使用高頻寬十億位元乙太網連接到中央閘道和其他區域閘道。

汽車行業已顯現出:閘道系統支援和橋接多個介面至關重要。DRA821處理器賦予閘道靈活的車輛聯網功能,以管理車輛中爆炸式增長的資料量。其具有包括傳統型CAN和LIN、高速PCI Express和支援時間敏感型網路(TSN)的乙太網交換機在內的豐富多樣的網路介面,以支援區域體系結構。

當利用區域體系結構的其他功能時,在整合非安全關鍵和安全關鍵的ECU時可能會遇到限制。供應商在增加功能的同時追求最大限度地降低複雜性,請務必牢記混合關鍵性(在一個晶片內支援安全關鍵和非安全關鍵操作的功能)。對於閘道,混合關鍵性有助於維持區域之間的有效網路(例如與制動系統通信的ADAS高級駕駛輔助系統計算模組),同時還增加了雲連通性等功能。

TI通過在DRA821處理器上使用大量的防火牆來實現混合關鍵性,以免受干擾。該器件總共具有四個Arm®Cortex®-R5F微控制器(MCU)內核,可支援具備時效性的任務的運行,且可同步運行以支援安全性。防火牆將這些MCU內核以及CAN/LIN、片上記憶體和晶片其餘部分的雙數據速率介面連接起來,可支援安全關鍵功能。無需使用單獨的應用處理器,您可利用與安全關鍵功能隔離的雙Cortex-A72內核來管理與雲連接等功能,以創建新的業務模型和更好的使用者體驗,包括無線更新和預測性維護。利用DRA821的無干擾性能將關鍵功能和非關鍵功能分離開來,鼓勵將創新功能集成到閘道中,同時最大程度地降低了車輛網路的複雜性。

在性能要求和功能不斷發展的同時,將總成本降至最低的目標仍然保持不變。除功能安全所需的安全MCU外,閘道還需要外部乙太網交換機來支援新型車輛體系結構。DRA821可集成安全MCU和外部乙太網交換機,以節省系統成本,同時還支援基於區域的車輛體系結構,如“基於Jacinto DRA821處理器的汽車和物聯網閘道參考設計”所示。

憑藉在汽車行業多年的經驗,我們知曉在不同性能點上擴展客戶的軟體功能極其重要。重用軟體的能力使汽車供應商可以最大程度地減少軟體研發並縮短上市時間,而不必從零開始使用另一種處理器。DRA821旨在為廣泛的中央、域或區域閘道的車輛實現高級聯網。

通往更安全、更清潔、更互聯的汽車之路還仍有許多挑戰。供應商必須在不斷創新的同時管理不斷增長的系統需求,同時還需意識到系統成本和複雜性。採用具有可擴展特性的產品和評估模組以啟動軟體發展,DRA821這一片上系統可為功能豐富的車輛閘道系統帶來高效的聯網和混合關鍵性。
 

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