車載網絡的案例
車載網絡平臺開發咨詢服務
隨著汽車智能網聯時代的到來，車載網絡系統不僅需要提供共享信息通道、為整車節省線束，降低成本，還要能承載更豐富的功能。智能駕駛、車聯網、OTA、功能安全、信息安全等核心技術對車內網絡通信提出了要求。目前主流的車載網絡平臺為多網段多總線類型的混合式架構，總線類型涉及CAN/LIN/CANFD/FlexRay/Ethernet,在整車開發過程中，無論是多總線類型路由設計、多總線網絡時間分析、功能安全E2E要求、信息安全SecOC要求還是基于Ethernet的SOA設計，對整車廠網絡設計能力提出了更多要求。同時，新型總線（CANFD/FlexRay/Ethernet）的測試技術是保證車型質量的重要手段，也是整車廠網絡平臺需要重點建設的能力。
經緯恒潤從2002年涉足總線技術，無論是傳統CAN/LIN總線，還是新型的CANFD/FlexRay/Ethernet，有深入的技術研究和項目經驗積累，致力于為客戶提供高附加值的服務。
乘用車的典型網絡拓撲
服務內容
針對乘用車與商用車、燃油汽車與新能源汽車，經緯恒潤提供各具技術特點的總線網絡系統開發咨詢服務，構建滿足不同配置車型的網絡平臺。并且提供測試解決方案，保證車型網絡質量。
展開 車載網絡平臺開發咨詢服務
隨著汽車智能網聯時代的到來，車載網絡系統不僅需要提供共享信息通道、為整車節省線束，降低成本，還要能承載更豐富的功能。智能駕駛、車聯網、OTA、功能安全、信息安全等核心技術對車內網絡通信提出了更高的要求。目前主流的車載網絡平臺為多網段多總線類型的混合式架構，總線類型涉及CAN/LIN/CANFD/FlexRay/Ethernet,在整車開發過程中，無論是多總線類型路由設計、多總線網絡時間分析、功能安全E2E要求、信息安全SecOC要求還是基于Ethernet的SOA設計，對整車廠網絡設計能力提出了更多要求。同時，新型總線（CANFD/FlexRay/Ethernet）的測試技術是保證車型質量的重要手段，也是整車廠網絡平臺需要重點建設的能力。
經緯恒潤從2002年涉足總線技術，無論是傳統CAN/LIN總線，還是新型的CANFD/FlexRay/Ethernet，有深入的技術研究和項目經驗積累，致力于為客戶提供高附加值的服務。 乘用車的典型網絡拓撲
服務內容
針對乘用車與商用車、燃油汽車與新能源汽車，經緯恒潤提供各具技術特點的總線網絡系統開發咨詢服務，構建滿足不同配置車型的網絡平臺。并且提供測試解決方案，保證車型網絡質量。
展開 用OSI模型來看車載網絡
來源 | 一驥絕塵
OSI 7 層模型簡介
工作涉及過網絡工程的朋友，相信都會接觸過OSI 7層模型這個概念。汽車車載網絡作為一種重要的網絡用例，自然也會經常遇見這個概念。尤其近年來隨著車載以太網的普及以及車聯網技術的實現，汽車網絡愈加復雜。而OSI 7層模型則可以說是用以理解和設計汽車網絡的利器。
OSI全稱是Open System Interconnect，即開放式系統互連。有時也叫OSI參考模型，是ISO組織在1985年研究的網絡互連模型。該體系結構標準定義了網絡互連的七層框架（物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層）。
首先，這是一個互連模型，其目的在于研究網絡通訊。
其次，為什么要分層？其意義在于更好地解耦復雜問題，讓層與層之間各自獨立。
功能相仿的內容抽象到同一層里，讓每層專注于自己的任務和分工，各司其職提高效率。出了故障時也能順藤摸瓜，按層排查。各個制造商也可以按分層結構集中開發某一層或者某幾層的軟件或者硬件設備。
圖1：OSI 7 層模型
這個模型從80年代提出到今歷久不衰，可見其分層的合理性。該模型同時還適用于各類網絡通訊，為眾多網絡開發人員提供統一的語言。按照不同網絡的標準和規范，不一定都會全部應用完這7層（實際上用完7層的網絡不多），但是通過合并某些層次，該模型也可以退化成TCP/IP（4層）等模型。
接下來我們從上往下一層一層的來剖析這個模型。為了輔助參考，我們類比一個老板接收報告的例子。
第7層應用層：這是人機交互的一層。
展開 詳解車載網絡 OTA系統的開發 | 文末附下載
進入擴展會話（ $10）：診斷設備使用功能尋址，通過會話控制服務使所在 CAN 網絡的電控單元進入擴展會話。
16. 打開通信（ $28）：診斷設備通過功能尋址， 使用通信控制服務（$28） 使所在 CAN 網絡的電控單元恢復正常通信。
17. 打開記錄 DTC 功能（ $85）：診斷設備通過功能尋址， 打開記錄 DTC 功能。允許 CAN 網絡中連接的電控單元記錄 DTC。
18. 進入默認會話（ $10）：診斷設備使用功能尋址，通過會話控制服務使所在 CAN 網絡的電控單元進入默認會話。
車用防火墻
隨著車載網絡技術的迅速發展， 伴隨而來的網絡攻擊也日益嚴重， 車用防火墻作為一道網絡安全的屏障，可有效抵御來自外部的網絡攻擊。車用防火墻具備如下功能：
1、網絡安全隔離，禁止越權訪問
2、車載防火墻策略管理、動態更新
3、對域間數據交互提供安全防護機制
4、邊界入侵防御檢測
車用防火墻是基于由東軟睿馳自主研發的 Neusar aCore 基礎軟件開發的。NeuSAR aCore 是一套面向自動駕駛、 V2X 等應用能夠滿足高性能計算和高帶寬通訊的基礎軟件，全面支持 AUTOSAR 自適應平臺標準。圖 13展現了車用防火墻的軟件架構。
圖13 NeuSAR aCore 基礎軟件架構示意圖
在 OTA demo 系統中，各域控制器采用的升級方案都是基于 AUTOSAR 自適應平臺實現的。
展開 
互聯汽車的車內網絡安全研究
03 背景
A．連網汽車
連網車由三個域組成：
(1)車輛，包括車內網絡和ecu
(2)汽車公司向車輛提供服務的門戶
(3)車輛與門戶之間的通信鏈接
將車載網絡進一步劃分為不同總線系統技術的子網;控制器區域網絡(CAN)、本地互連網絡(LIN)、面向媒體系統傳輸(MOST)和FlexRay。子網通過專用網關ecu相互連接。
在上面的三個領域中，我們將主要關注車輛。
B．挑戰
以下是保障車載網絡安全的一些常見要求:
(1) ECU的資源約束，即ECU的處理能力和內存有限。
(2)連接設備的額外成本有限的可能性，新的安全解決方案必須非常具有成本效益。
(3)解決方案使用壽命，車輛可使用10-15年。
C．攻擊者模式
在解決車輛設置的安全性時，使用攻擊者模型有不同的方法。一種方法是不真正定義或使用攻擊者模型。其中，Koscher等人假設他們有必要訪問車載網絡來執行攻擊。
另一種方法是從Howard和Longstaff提出的CERT分類派生出攻擊者模型。其中一個can總線上的通信模型是由Nilsson和Larson推導出來的，攻擊者可以讀取、欺騙、刪除、修改、淹沒、竊取和重放通信。將該模型進一步應用于FlexRay協議。Lang等人使用基于IP流量的攻擊者模型，攻擊者可以讀取、修改、中斷、創建/欺騙和竊取/刪除流量。
04 車內網絡
在這一章中，我們介紹了與車內網絡相關的研究。我們首先強調當前在車載網絡中發現的問題。然后，我們將討論在這些網絡中實現安全性的架構。
展開 一文了解車載網絡 OTA系統的開發
進入擴展會話（ $10）：診斷設備使用功能尋址，通過會話控制服務使所在 CAN 網絡的電控單元進入擴展會話。
16. 打開通信（ $28）：診斷設備通過功能尋址， 使用通信控制服務（$28） 使所在 CAN 網絡的電控單元恢復正常通信。
17. 打開記錄 DTC 功能（ $85）：診斷設備通過功能尋址， 打開記錄 DTC 功能。允許 CAN 網絡中連接的電控單元記錄 DTC。
18. 進入默認會話（ $10）：診斷設備使用功能尋址，通過會話控制服務使所在 CAN 網絡的電控單元進入默認會話。
車用防火墻
隨著車載網絡技術的迅速發展， 伴隨而來的網絡攻擊也日益嚴重， 車用防火墻作為一道網絡安全的屏障，可有效抵御來自外部的網絡攻擊。車用防火墻具備如下功能：
1、網絡安全隔離，禁止越權訪問
2、車載防火墻策略管理、動態更新
3、對域間數據交互提供安全防護機制
4、邊界入侵防御檢測
車用防火墻是基于由東軟睿馳自主研發的 Neusar aCore 基礎軟件開發的。NeuSAR aCore 是一套面向自動駕駛、 V2X 等應用能夠滿足高性能計算和高帶寬通訊的基礎軟件，全面支持 AUTOSAR 自適應平臺標準。圖 13展現了車用防火墻的軟件架構。
圖13 NeuSAR aCore 基礎軟件架構示意圖
在 OTA demo 系統中，各域控制器采用的升級方案都是基于 AUTOSAR 自適應平臺實現的。車用防火墻的OTA 升級策略是通過診斷傳輸升級包+UCM 的技術實現的。
展開 康謀產品 | 車載以太網：智能汽車通信的加速器
摘要：
在智能汽車技術飛速發展的今天，車載網絡已成為汽車智能化的重要基礎。想象一下，如果汽車的每個部件都是一個信息節點，它們之間需要即時、準確地交換大量數據，那么一個高速、高效的網絡就成為了必不可少的基礎設施。這就是車載以太網技術的用武之地。
一、車載以太網
1、車載網絡的演變與挑戰
汽車電子電氣架構的演化始終圍繞著強有力的通信架構和整車級計算平臺展開。從LIN總線的簡單通信到CAN總線的高效數據交換，再到FlexRay、MOST等高速傳輸技術的應用，汽車通信技術不斷突破。然而，隨著智能駕駛、車聯網等技術的快速發展，車載網絡面臨的挑戰也日益嚴峻。數據量的激增、傳輸速率的需求以及對實時性的更高要求，都對車載網絡提出了新的挑戰。
2、車載以太網的新篇章
為了應對這些挑戰，10GBase-T1標準于2017年立項，并于2020年正式發布。這一標準支持以2.5 Gbit/s、5 Gbit/s、10 Gbit/s的對稱速率傳輸數據，與前代的100 Mbit/s和1 Gbit/s的技術相比，Multi-G技術提供了更高的速率和更大的香農容量。這意味著更快的數據傳輸速度，也意味著更強的抗干擾性能和更高的安全性能。
10GBase-T1采用了STP（Shielded-Twisted Pair，屏蔽雙絞線）線纜，相較于傳統的UTP（Unshielded-Twisted Pair，非屏蔽雙絞線）線纜，STP線纜的屏蔽層大大增強了抗干擾性能。此外，10GBase-T1在信道算法方面也進行了創新，采用了PAM4的調制格式，提高了單位頻率下的信噪比，使得系統可以采用更高的調制階數。
二、NETLion 10G
在此趨勢下，康謀帶來了NETLion 10G，是一款專為2.5/5/10GBASE-T1網絡設計的開發工具。
展開 軟件定義汽車技術體系研究
圖10 第3代分布式電子電氣架構
車載網絡與電子電氣架構的發展密切相關，現有主要車載網絡類型如表1所示。
表1 主要車載網絡
控制器局域網絡（controller area network，CAN）是汽車專用總線標準，主要用于控制數據傳輸，是目前在汽車行業應用最廣泛的標準。本地互聯網絡（local interconnect network，LIN）是一種低成本通用串行總線，主要用于車門、天窗等控制。面向媒體的系統傳輸總線（media oriented system transport，MOST）主要用于多媒體流數據傳輸。FlexRay 車載網絡主要用于容錯環境下的線控制動等底盤系統應用。
分布式電子電氣架構使汽車產業產生了巨大變革，但目前該架構的缺點和局限性也越來越明顯，如ECU 底層代碼兼容性差、代碼冗余、代碼復用性差、維護更新困難等，此外，軟件定義汽車對高帶寬與低延遲的需求顯著增長，當前總線網絡已不能滿足需求。
3.1.2 軟件定義汽車電子電氣架構與車載網絡
目前正在發展中的新一代電子電氣架構是基于域控制器和以太網通信網絡的集中式電子電氣架構，如圖11 所示，這種架構可改善傳統電子電氣架構及車載網絡的問題，適應軟件定義汽車需求。
圖11 集中式電子電氣架構
集中式電子電氣架構仍劃分功能域，各功能域包含強大的域控制器（domain control unit，DCU），域控制器集成了復雜且相對集中的功能，并集成了網關功能。
展開 技術分享 | 車載以太網gPTP時間同步：從協議到工程實踐
01 引言
隨著車載網絡從 CAN 總線向以太網遷移，傳統毫秒級同步精度已無法滿足多傳感器融合、線控系統協同的需求。
比如在多傳感器時空對齊中，激光雷達的點云、攝像頭的圖像、毫米波雷達的回波信號，需在同一時間基準下融合。而當以 120km/h 車速計算，1ms 的時間偏差會導致 3.3cm 的空間誤差，造成自動駕駛的安全風險。
因此，gPTP 通過 ±50ns 同步精度的設計目標，為傳感器融合提供了 “時間錨點”。
02 gPTP協議
相較于工業場景的 PTP（IEEE 1588），gPTP 針對車載環境做了三項關鍵優化：
（1）簡化的 BMCA（最佳主時鐘算法）：減少節點角色切換頻率，避免了車載網絡拓撲變化頻繁導致的同步不穩定；
（2）固定的消息間隔：同步幀（Sync）默認間隔為125ms（logSyncInterval=-3），延遲請求幀（Pdelay_Req）默認間隔為1s（logPdelayReqInterval=0），降低網絡帶寬占用；
（3）增強的時間戳機制：支持硬件級時間戳的精準捕獲，抵消車載電磁環境對軟件時間戳的干擾。
03 Linux PTP 工具鏈
簡單來說，LinuxPTP 并非單一工具，而是一套模塊化的時間同步解決方案，其核心組件主要包括ptp4l，phc2sys，pmc。
（1）ptp4l：是gPTP 協議的核心實現，主要負責時鐘角色協商（主 / 從）、時間消息收發、延遲測算與時鐘校準。支持邊界時鐘（BC）、普通時鐘（OC）兩種模式，適配車載網絡的層級拓撲；
（2）phc2sys：是解決 “硬件時鐘與系統時鐘異步” 問題的工具。
展開 案例分享 | 用 VIRES VTD 實現智能網聯汽車應用的多分辨率交通仿真
在虛擬環境中運用這種分而治之的策略，能夠對基于車載網絡的駕駛員輔助系統的具體實現進行準確、逼真、大尺度的試驗與驗證。
結束語
在本文中，我們提出了耦合不同仿真分辨率的交通仿真器的概念，藉此實現以動態確定的感興趣區域為關注點的多分辨率交通仿真。
所述方法對仿真區域進行了可變劃分，感興趣、較精細的區域用 VIRES 虛擬試駕（VTD）亞微觀模型表示，周圍區域則用低分辨率的微觀模型表示。
評估表明，與仿真規模相同的全亞微觀仿真相比，可大幅縮短計算時間，甚至能做到實時仿真。
在虛擬環境
中運用這種分而治之的策略，能夠對基于車載網絡的駕駛員輔助系統的具體實現進行準確、逼真、大尺度的試驗與驗證。
作為下一步，我們正在研究將多分辨率仿真法應用到與車載網絡仿真有關的其他領域，也就是網絡仿真與應用模擬，從而更高效、更逼真地對包含所有領域的整個系統建模。
展開 車載以太網的防火墻
防火墻最為廣泛的應用確實應該是在網絡信息安全上，而其原理和命名確實來源于現實中的消防措施。
設想兩個相鄰的房間之間建造了一面防火材料構成的墻，那么其中一個房間著火時，這面墻就能阻止火勢侵入另一個房間，確保另一個房間的安全。
網絡信息安全中的防火墻也是類似，其最本質的功能在于區域隔離和訪問控制。
首先整個網絡要有不同的安全區域的劃分，否則就不存在“墻”一說。區域劃分與組網方式息息相關。典型的區域劃分比如有車聯網與車載網絡的劃分，以太網與CAN-FD的劃分，算力平臺與傳感器的劃分等。
有了不同的區域劃分，那么跨區域的訪問或者通訊就需要有相應的控制約束，才能實現安全。當然在網絡中，要控制的不是熊熊烈火，而是滾滾的數據流量。
圖1：防火墻概念圖
傳統CAN或者LIN等通訊機制簡單，應用防火墻技術顯得比較雞肋。只有在車載以太網上數據量大、情況復雜的網絡場景下才值得用防火墻來保護。同時，防火墻技術的底層支撐是相應的軟硬件資源，電子控制器必需具備一定的計算能力才能應用防火墻技術。
隨著汽車智能化和網聯化的發展，汽車網絡信息安全的重要性越來越明顯。車載以太網的應用日益廣泛，控制器的計算能力也日益強大。此時，源自傳統互聯網的防火墻技術，無疑是汽車網絡信息安全的一枚重要武器。
車載以太網防火墻部署
上文提到，防火墻的位置部署與區域隔離息息相關。因此，在介紹防火墻之前，我們先簡單介紹下車載以太網的區域劃分。
如下圖2是一種典型的車載網絡架構，主要由幾個關鍵功能域控制器及其下屬的傳感器和控制器組成。
展開 
智能網聯汽車信息安全開發解決方案
信息安全開發咨詢服務
? 整車信息安全開發方案
相關項定義：針對安全功能、個人隱私、網聯通訊功能，詳細繪制信息流圖，明確評估對象邏輯和邊界
威脅分析與風險評估：采用STRIDE方法全面評估資產威脅類型，評估整車脆弱點，確定風險等級
信息安全需求確定：從云管端三個角度，全面設計信息安全縱深防護方案，明確各零部件信息安全要求，提升整車網絡安全水平
? 縱深防護網絡安全解決方案
車云安全：車云安全通信，雙向認證，云端實時監控車輛安全狀態
車載網絡安全：檢測車輛外部端口連接狀態，防御對外端口的惡意攻擊，監控車載網絡的惡意攻擊，并及時記錄和上報
ECU安全：提升ECU防護能力，防御非法篡改、DOS攻擊
信息安全組件開發服務
? IDPS（入侵檢測與防御系統）開發服務
應用于CAN和車載以太網的異常監測
及時識別和抑制網絡攻擊，降低黑客攻擊影響
集成報文協議、上下文規則集等多種異常識別方式
純軟件方案，可靈活部署于網關、Tbox、域控制器等ECU
搭配規則集配置工具，快速生成代碼
可提供安全運營中心搭建服務
小結
經緯恒潤能夠為OEM提供整車網絡安全開發服務，結合E/E架構開發流程，識別整車脆弱點，從云管端三個角度設計縱深防御安全體系，全面提升整車安全。此外，經緯恒潤可以提供網絡安全組件開發服務，包括IDPS（入侵檢測與防御系統）等網絡安全必需的軟件模塊，支持AUTOSAR適配，保證安全方案順利落地，為新車型開發提供助力。
展開 CAN(FD)/LIN網絡開發咨詢服務
隨著汽車智能網聯時代的到來，車載網絡系統不僅需要提供共享信息通道、為整車節省線束，降低成本，還要能承載更豐富的功能。智能駕駛、車聯網、OTA、功能安全、信息安全等核心技術對車內網絡通信提出了更高的要求。
目前主流的車載網絡平臺為多網段多總線類型的混合式架構，總線類型涉及CAN/LIN/CANFD/FlexRay/Ethernet,在整車開發過程中，無論是多網段協同休眠喚醒邏輯、多總線類型路由設計、多總線網絡時間分析、功能安全E2E要求、信息安全SecOC要求還是基于Ethernet的SOA設計，都對整車廠網絡設計能力提出了更多要求。同時，新型總線（CANFD/FlexRay/Ethernet）的測試技術是保證車型質量的重要手段，也是整車廠網絡平臺需要重點建設的能力。
經緯恒潤從2003年涉足總線技術，無論是傳統CAN/LIN總線，還是新型的CANFD/FlexRay/Ethernet，都有深入的技術研究和項目經驗積累，致力于為客戶提供高附加值的服務。
在總線通信數據庫開發方面，經緯恒潤基于自研的總線通信數據庫開發工具--VDE，能更快速、準確的創建通信數據庫、批量設置路由、生成路由表、自動生成變更歷史等，縮短從信號凍結到數據庫釋放的時間，同時也能保障數據庫質量。
乘用車的典型網絡拓撲
服務內容
針對乘用車、商用車和工程機械、燃油汽車與新能源汽車，經緯恒潤提供各具技術特點的總線網絡系統開發咨詢服務，構建滿足不同配置車型的網絡平臺。并且提供完整的測試解決方案，保證車型網絡質量。
展開 CAN(FD)/LIN 網絡開發咨詢服務
隨著汽車智能網聯時代的到來，車載網絡系統不僅需要提供共享信息通道、為整車節省線束，降低成本，還要能承載更豐富的功能。智能駕駛、車聯網、OTA、功能安全、信息安全等核心技術對車內網絡通信提出了更高的要求。目前主流的車載網絡平臺為多網段多總線類型的混合式架構，總線類型涉及CAN/LIN/CANFD/FlexRay/Ethernet，在整車開發過程中，無論是多網段協同休眠喚醒邏輯、多總線類型路由設計、多總線網絡時間分析、功能安全E2E要求、信息安全SecOC要求還是基于Ethernet的SOA設計，對整車廠網絡設計能力提出了更多要求。同時，新型總線（CANFD/ FlexRay/Ethernet）的測試技術是保證車型質量的重要手段，也是整車廠網絡平臺需要重點建設的能力。
經緯恒潤從 2002 年涉足總線技術，無論是傳統 CAN/LIN 總線，還是新型的CANFD/FlexRay/Ethernet，有深入的技術研究和項目經驗積累，致力于為客戶提供高附加值的服務。
乘用車的典型網絡拓撲
服務內容
針對乘用車與商用車、燃油汽車與新能源汽車，經緯恒潤提供各具技術特點的總線網絡系統開發咨詢服務，構建滿足不同配置車型的網絡平臺。并且提供測試解決方案，保證車型網絡質量。
展開 技術分享 | 車載以太網技術的深度解析與核心應用
（3）實時性與確定性
時間敏感網絡(TSN)：通過IEEE 802.1標準（如時間同步、流量整形）保障關鍵任務（如剎車控制、ADAS）的低延遲（<1ms）和確定性，避免傳統以太網的"盡力而為"問題；
多業務共存：可同時傳輸安全關鍵數據（控制指令）和非關鍵數據（娛樂流量），互不干擾。
（4）成本與標準化優勢
減少線束成本：單對非屏蔽雙絞線（如100BASE-T1）替代復雜線束，降低重量和成本；
產業鏈成熟：以太網技術已被IT行業驗證數十年，芯片、協議棧成熟，且支持DoIP（診斷 over IP）等標準化協議，簡化開發；
（5）面向未來的擴展性
車云協同與V2X：支持5G/V2X集成，實現車-路-云實時通信，為智慧交通奠定基礎。
功能安全與信息安全：基于以太網的防火墻、加密（如MACsec）更易實現符合ISO 21434的網絡安全要求。
三、車載以太網的技術架構
車載以太網(Automotive Ethernet)基本遵循OSI七層網絡模型，但在某些層面上進行了優化和簡化，以適應汽車電子系統的需求。
1、車載以太網與常規以太網的主要區別
網絡模型層級之間的區別：
（1）傳輸層
常規以太網的傳輸層會根據具體場景選擇UDP或者TCP協議，在需要面向連接、高可靠性場景中選擇TCP協議，在對實時性更高，需要高速傳輸的場景下選擇無邊車接的UDP協議，車載以太網中也會根據具體場景選擇對應傳輸層協議，大部分場景中使用實時性更高的UDP協議。
（2）網絡層
車載以太網的網絡層使用標準的IPv4/IPv6，同時配合DoIP和SOME/IP進行診斷和ECU之間的高效通信。
a. 普通數據通信→IPv4/IPv6；
b.
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