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如何设计出一种安全、最优的车载异构网络系统呢?

作者:admin 发布时间:2020-06-28

如何设计出一种安全、最优的车载异构网络系统呢?

导读

随着汽车技术、智能化、网络化的不断发展,汽车中最新的应用和功能对带宽、降低时延、同步、高可用、QoS、降低成本的要求也在不断提高。当前和传统的汽车网络协议不足以满足这些即将到来的需求。

在这种情况下,车载以太网技术的应用越来越广泛。当然,传统的车载网络技术CAN/CAN FD是无法替代的。至少就目前而言,经过几十年的发展,CAN在当今汽车行业在车载网络领域占据绝对优势。CAN已经形成了完整的标准体系,这意味着CAN具有高度的兼容性和完善的发展。工具链系统如何设计网络,更多的供应商选择和更低的采购成本(这对整车开发来说极其重要),所以现阶段完全替代CAN总线仍然是不可能的。

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RTaW

图 1:日益复杂的车载网络架构

此外,除此之外,目前汽车的车载网络系统还可能有LIN总线、MOST等其他类型的总线,车载以太网的加入将使车载网络系统越来越多。复杂。在这种不可逆转的大势所趋的背景下,如何保证通信时延和多数据并发仍能保证车载网络架构。如何满足功能需求?如何设计一个安全最优的车载异构网络系统?

在上述车载网络日益复杂的背景下,车载网络工程师/架构师迫切需要一个专业强大的工具来客观地分析初步的架构设计结果,并能提供可视化的分析结果,从中获得优化车联网架构优化思路。为此,宏科的供应商RTaW(INRIA的子公司)为汽车、航空等领域提供实时网络仿真和配置工具RTaW-。

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图 2:RTaW - 应用场景

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RTaW - 支持 TSN(时间敏感网络)、CAN/CAN FD/CAN XL、LIN 和无线网络进行车外通信等。除了准确的实时仿真分析外如何设计网络,RTaW - 还计算通信延迟的上限和缓冲区利用率,并包括最先进的自动配置算法,以确保硬件和软件组件的正确性和优化。

RTaW - 主要特点:

1.支持任意速度和拓扑的工业以太网、汽车交换以太网、时间触发以太网和AFDX;

2.支持CAN、交换以太网、AFDX、LIN和通过网关互连的总线组成的异构通信架构的最坏情况分析和时序精确仿真;

3. 带有-TSN (ZCT) 的生成式设计——一种自动选择和配置 TSN 网络的“按钮”方法;

4.新增:拓扑压力测试(TST)的设计空间探索算法帮助设计人员在不完全了解通信需求的情况下做出早期的拓扑和技术选择;

5. 可以使用用户编写的 Java 插件对更高级别的通信层、运行时环境和应用程序进行建模。这使得模拟一个完整的嵌入式系统成为可能;

6.优化互连网络的TSN时间感知整形器(IEEE 802.11Qbv)传输调度;

7、支持MPPA和多种核心架构的片上网络;

8. 分析和配置任务调度、事件触发和时间触发调度、独立任务、以图和可运行对象的形式描述的任务、跨任务、网络和CPU的系统范围时序链的验证;

9. 实施最先进的网络演算,以计算通信延迟、帧抖动和缓冲区利用率的上限;

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10. 通过并行仿真引擎提供最坏情况分析和时序精确仿真,预测最坏情况和典型性能;

11. 支持FIFO、优先级、AVB -based 、TSN time-aware 、frame 、round-robin frame ;

12. 包括优化的优先级和路由算法,以及基于 AVB 信用的整形器和 TSN 时间感知整形器的配置算法;

13. 支持周期性和零星的消息传输方式,UDP和TCP传输,分段消息(例如,视频流和FTP流量),以及复杂的传输方式(例如,DoIp协议);

14. 丰富的图形化版本和可视化环境,带有通信模式编辑器、甘特图和设计选项比较;

15、通过Java导出插件、CSV、XML文件及行业常用格式轻松导入导出网络配置和仿真结果;

16. 对于真正的最坏情况延迟,计算出的通信延迟是有界的(通常小于 15%)并针对每个数据流进行评估;

17. 包括一个基准生成器,它可以创建随机和现实的以太网配置以进行早期评估,或者研究网络将如何适应未来的更多负载;

18、分析速度快,10秒内即可分析民机大型AFDX网络;

19. 在所有支持 Java 的 32 或 64 位平台上运行 - 无加密狗或许可证服务器保护;

20. 提供专业支持和自定义扩展。RTaW 功能也可通过软件开发人员 SDK 在您自己的程序中使用

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RTaW-应用功能介绍:

1、快速建模仿真:用户可快速搭建待仿真的车载网络拓扑和模型(CAN/CAN FD、LIN、车载以太网分离总线网络或异构网络)

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RTaW

图 3:快速构建仿真模型

CAN/CAN FD:支持导入标准数据库,设置网关路由模式及其参数,分析时延;车载以太网:可根据需要选择不同的流量整形(AVB、TSN等)技术,分析不同技术对系统时延的影响。

2. 仿真结果可视化:用户可以根据仿真结果,根据仿真结果的各种呈现方式,分析各种报文的时延等。

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图 4:甘特图

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图 5:列表表单

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图 6:折线图表格

那么 RTaW- 应该如何使用呢?为进一步讲解RTaW软件,宏科云课堂将于5月9日(周一)晚20:00-21:00进行车载以太网和TSN系列直播。车联网事业部高级工程师魏哲来分享了主题“以太网流量模型与仿真”。如果你是汽车行业相关从业者,千万不要错过本次直播!

现场课程和讲师简介:

鸿科车网

车联网事业部在汽车总线行业拥有10余年经验,与全球知名CAN、LIN总线供应商PEAK-、IHR等合作10年,提供顶级CAN/LIN分析仪并在现场测试解决方案。同时,还提供汽车以太网和时间敏感网络(TSN)的仿真测试工具和解决方案。宏科自主研发的EOL测试软硬件系统已在行业内多次安装测试。业务部全体成员均接受过国内外专业培训,取得职业资格认证。五位工程师平均拥有5年+的技术经验和水平,赢得了客户的好评。

原标题:宏科RTaW-:应对日益复杂的车载网络架构

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