BMW :车内网络发展趋势

来源:公众号“燃云汽车”(转载公众号“筋斗云与自动驾驶”)
2020-07-06
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  数字化时代的到来对汽车的影响


随着数字化时代的到来,数据和软件将成为新货币形式。从而将会对OEM产生较大影响,从改变OEM的制造方式,到OEM提供的产品和服务;同时对车内基础结构也提出了新的需求,例如车内网络和EE架构。

图1. 数据和软件成为新的货币

图2. 数字化将对车辆将产生哪些影响

电子、软件和通信是数字化的关键,将引发车辆内部发生大的变化,比如:ECU数量的、线束长度、通讯技术、车内网络信号、保险丝数量等。

图3. 车辆内部的变化
车内网络和EE架构变化:需要在支持更复杂系统的同时降低复杂度;

  • 从基于信号的服务向基于通讯的服务转变

  • 基于以太网的通讯

  • EE架构基础结构标准化


  车内网络 - 车载以太网


车载以太网对车内网络的影响:

1)车内需要的网络总线类型变少:

  • 没有网关,没有网关tables,没有复杂的耦合

  • 减少不同工具的数量,简化分析


2)以太网/IP

  • 灵活性,可扩展性

  • 完美支持(契合)基于服务的架构

  • 最先进严格的网络安全标准

  • 生态系统超越了汽车的边界

  • 可以使用统一的软件架构

  • 可完美支持区域性架构(允许一个物理网络)

  • 与外部世界/云的统一连接

图4. 不同速率的车载以太网类型

10MBPS汽车以太网以较低的数据速率处理通信,目前应用较广,约占93%。

1)影响以太网的成本因素有:物理层、CMC、晶体、连接器、电缆,甚至有时外围设备,处理器,软件(许可证)都会产生影响。
2)为了获得吸引人的PHY成本,开发了10BASE-T1S,使得(将)存在多种部署可能性;

图5. 10BASE-T1S以太网存在的不同部署形式

图6. 不同网络总线技术的应用路线图


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  EE架构 - 基于服务的架构(SOA)


1)基于服务的架构特点:可重用性和灵活性

  • 在整个系统中(跨域)提供服务和透明性。

  • 允许处理复杂性,因为它支持封装和层次结构以及针对接口的测试。

  • 大大简化了在各代车型的重复使用。

  • 但在严格的时序要求下,控制回路的变化很大


图7. 基于服务的架构(SOA)示例

2)基于服务的架构(SOA)是游戏的改变者

  • 在分布式车辆功能基础上产生的新思路

  • 为车载和非车载应用程序(API)提供基础

  • Runtime通过静态和动态绑定的概念更有效地分配处理资源

  • 机器深度学习的结果(自我优化分布式系统)

  • 在向全IP车辆方法转变的过程中实现完美匹配

  • 标准对于构建概念、软件栈、数据交换和工具是必不可少的

  • 汽车以太网作为车内网络技术完美的支持SOA


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 小结


1)汽车制造商正面临一个时代,他们需要继续在日益激烈的竞争中努力,同时必须接受数字化世界带来的变化;

2)基于服务的通信和车内通信网络(IVN)对于提高效率和实现未来至关重要;

3)汽车以太网代表了最重要的趋势,并提供了简化车内网络的机会,同时还支持现有功能,未来的创新和基于服务的通信;

4)但是,要真正拥抱未来,汽车行业不仅需要标准,还需要改变观念。


参考资料:
1. Trends in In-vehicle networking - BMW(2019)


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