以太網(wǎng)通信的案例
面向服務(wù)架構(gòu)SOA和以太網(wǎng)通信設(shè)計(jì)方法
在信號(hào)路由過(guò)程中，需要電定義幾個(gè)通信Artifacts來(lái)完成以太網(wǎng)通信設(shè)計(jì)：
① Signa和PDU以及Signal和PDU Transmissions被自動(dòng)創(chuàng)建；
②如果沒(méi)有進(jìn)行Switch Configuration，則初始VLAN結(jié)構(gòu)的Switch Configuration被設(shè)置，
九、Socket Adaptor
Socket Adaptor提供了基于Socket的以太網(wǎng)通信和Classic AutoSAR面向PDU的通信之間的轉(zhuǎn)換，Socket Adaptor Connection Communication Viewer對(duì)于每一個(gè)VLAN提供了一個(gè)詳細(xì)的視圖，通過(guò)Take Over message ID ofService into IPDU header,可自動(dòng)生成Socket Connection IPDUIdentifier的HeaderID。SocketAdaptor Bundle Communication Viewer提供了Server Sockets的詳細(xì)視圖。
展開 【新品發(fā)布】以太網(wǎng)通信和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具 - INTEWORK-VDE
在這樣的背景下，車載以太網(wǎng)以其更高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬、更為靈活的連接架構(gòu)以及更為強(qiáng)大的迭代升級(jí)能力，有望成為未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的主干網(wǎng)絡(luò)。
經(jīng)緯恒潤(rùn)的INTEWORK-VDE（Vehicle Database Editor）工具作為一個(gè)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)編輯工具，對(duì)應(yīng)V模型的系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，并以通用的數(shù)據(jù)接口為后續(xù)的零部件設(shè)計(jì)提供支持。VDE在支持CAN(FD)、LIN的基礎(chǔ)上開發(fā)了以太網(wǎng)通信設(shè)計(jì)的功能，能夠支持SOA設(shè)計(jì)以及基于SOME/IP的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，快速便捷地進(jìn)行數(shù)據(jù)類型定義、服務(wù)定義、服務(wù)部署，以及SOME/IP和SOME/IP-SD的通信行為定義，為車載網(wǎng)絡(luò)工程師提供輕量化的敏捷開發(fā)環(huán)境。
產(chǎn)品介紹
VDE作為基于整車進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)的工具，能夠支持CAN(FD)、LIN、以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)，支持通信數(shù)據(jù)庫(kù)（DBC、LDF、ARXML）的導(dǎo)出、對(duì)比、生成ChangeLog、生成網(wǎng)關(guān)路由表、一致性檢查、數(shù)據(jù)庫(kù)的審核及版本管理等功能。
VDE的以太網(wǎng)功能是繼基礎(chǔ)版之后的又一功能，其目的在于為用戶提供一個(gè)友好的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)編輯平臺(tái)，可以便捷實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建工作。VDE導(dǎo)出的ARXML文件滿足AUTOSAR規(guī)范要求，并支持導(dǎo)入至CANoe、DaVinci、SWCDesigner等工具進(jìn)行仿真測(cè)試、代碼生成等工作。除此以外，VDE也可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)ARXML的導(dǎo)入、編輯、再導(dǎo)出以滿足用戶更為靈活的需求。
展開 車載以太網(wǎng)的未來(lái)：OPEN Alliance下17個(gè)技術(shù)委員會(huì)的最新進(jìn)展與行業(yè)影響（上）
TC4 Tools （completed）
TC4的目標(biāo)是調(diào)查和提供基用以太網(wǎng)通信的設(shè)備所需的系列工具。TC4小組已于2013年9月結(jié)束了工作。在此之前，TC4的工作包括確定需要哪些工具來(lái)開發(fā)基于以太網(wǎng)通信的設(shè)備和開發(fā)、維護(hù)來(lái)自多個(gè)供應(yīng)商的現(xiàn)有工具列表。
TC5 Gap Identification （on hold）
TC5的目標(biāo)是識(shí)別和解決在實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)的汽車通信時(shí)可能遇到的問(wèn)題和差距。首先,TC5需要確定所有協(xié)議層上待解決的開放問(wèn)題，再提出解決解決這些問(wèn)題的方法，同時(shí)確保OPEN活動(dòng)與其他組織的活動(dòng)之間沒(méi)有不必要的重疊。
TC6 Common Media Independent Interface Definitions for Automotive Purposes（in progress）
TC6負(fù)責(zé)定義針對(duì)汽車應(yīng)用的通用媒體獨(dú)立接口(xMII)，為車載以太網(wǎng)通信提供一套共通的接口規(guī)范，以確保不同制造商的設(shè)備能夠兼容并有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所以TC6需要精確識(shí)別汽車行業(yè)對(duì)通信接口的需求，分析xMII標(biāo)準(zhǔn)以評(píng)估其適用性和性能，同時(shí)識(shí)別并解決不兼容性，提出增強(qiáng)功能的改進(jìn)建議，確保汽車網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性。
目前，TC6的研究重心在2.5 G標(biāo)準(zhǔn)上， 5/10G的定義預(yù)計(jì)在2.5G規(guī)范完成后開展。2023年的會(huì)議中有以下幾個(gè)重要的提案：
2023年3月6日的會(huì)議上，Heiko Strohmeier對(duì)額外功能進(jìn)行提議以增強(qiáng)診斷和錯(cuò)誤處理能力，包括極性反轉(zhuǎn)、鏈路質(zhì)量診斷計(jì)數(shù)器以及可編程輸出幅度設(shè)置。
2023年5月22日的會(huì)議上，Bosch提出將1000BASE-X作為TC6 2.5GBASE-X接口的編碼參考，在極性校正的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)方面進(jìn)行討論。
展開 終于有人把西門子PLC通信說(shuō)明白了！
通過(guò)這件事，從側(cè)面可以看出，西門子在工控領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率很大，那么對(duì)于上位機(jī)開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，使用西門子PLC作為下位機(jī)，我們應(yīng)該如何與之進(jìn)行通信呢？
西門子PLC支持很多種通信協(xié)議，主要分為兩種，一種是串口通信，一種是以太網(wǎng)通信，同時(shí)也可以通過(guò)OPC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
串口通信
西門子PLC支持串口通信，在S7-200和S7-200Smart中，都直接集成了串口，但是從S7-1200到S7-1500，慢慢都取消掉了，如果需要，可以通過(guò)擴(kuò)展模塊的方式來(lái)增加，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，其實(shí)也是工業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。串口通信的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單、成本低，但是劣勢(shì)也非常明顯，就是傳輸效率低。西門子早期的串口通信主要是Profibus DP通信，但是上位機(jī)是無(wú)法直接與西門子PLC走Profibus DP通信的，因此，西門子PLC常用的串口通信方案如下所示：
PPI通信：PPI通信只針對(duì)S7-200和S7-200 Smart系列PLC，其他型號(hào)不支持。
ModbusRTU主站：西門子PLC對(duì)Modbus協(xié)議支持還是比較不錯(cuò)的，這里是指PLC做Slave（即從站），上位機(jī)做Master（即主站）。
ModbusRTU從站：這里是指PLC做Master（即主站），上位機(jī)做Slave（即從站）。
以太網(wǎng)通信
西門子PLC通信還是以太網(wǎng)通信為主，我們常說(shuō)的西門子通信協(xié)議分別是S7協(xié)議和Profinet協(xié)議，但是Profinet是一種總線協(xié)議，目前，C#是無(wú)法直接與西門子PLC走Profinet通信的。因此，西門子PLC常用的以太網(wǎng)通信方案如下所示：
S7通信：基本上從S7-200到S7-1500均可以實(shí)現(xiàn)，這里有很多可以選擇的開源或商業(yè)庫(kù)，包括http://s7.net、pronodave、libnodave、sharp7，也可以自己封裝通信庫(kù)。
展開 
科普 | 車載以太網(wǎng)入門介紹
所幸車載以太網(wǎng)和傳統(tǒng)車載通信的帶寬不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，從100Mb/s起步，向上發(fā)展可到5Gb/s甚至更高。
2. 已有成熟豐富的通信協(xié)議
以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展悠久，例如IP地址尋址和IP防火墻等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都是現(xiàn)成可供使用的協(xié)議。車載應(yīng)用只需針對(duì)不同層次的協(xié)議作少量適配即可應(yīng)用。
3. 高延展性
現(xiàn)在我們的手機(jī)、電視和掃地機(jī)器人等都可以相互連接，其中一個(gè)重要條件就是它們都支持以太網(wǎng)通信。智能汽車作為重要的終端節(jié)點(diǎn)，也必定會(huì)更多地接入互聯(lián)網(wǎng)。車內(nèi)控制器之間采用以太網(wǎng)通信的話，會(huì)讓其更容易融入互聯(lián)網(wǎng)。
4. 易平臺(tái)化
汽車本身是一個(gè)復(fù)雜的工藝品，目前銷量最大的大眾、豐田等無(wú)不是將平臺(tái)化玩的出神入化。這種套娃技術(shù)雖然有時(shí)會(huì)惹來(lái)“蘭博基尼就是換殼奧迪”等質(zhì)疑，但它無(wú)疑能帶來(lái)明顯的成本質(zhì)量控制優(yōu)勢(shì)。以太網(wǎng)技術(shù)著重分層思想，例如底層使用百兆以太網(wǎng)還是千兆以太網(wǎng)，并不影響其上層的TCP協(xié)議，這就為平臺(tái)化提供了良好的土壤。高端車型和入門車型可以方便的在某一層替換，而不影響其他層的應(yīng)用。
車載以太網(wǎng)與家用以太網(wǎng)
既然以太網(wǎng)這么多成熟的技術(shù)可以借鑒，那是不是把我們家里的路由器和網(wǎng)線往車上一裝就完事了？那顯然不是。汽車作為工業(yè)皇冠的明珠，具有很多獨(dú)特的要求。而家用以太網(wǎng)和車載以太網(wǎng)主要有這些差別：
1. 物理連接魯棒性。
家里用的電腦和網(wǎng)線等都處于穩(wěn)定狀態(tài)，動(dòng)來(lái)動(dòng)去的機(jī)會(huì)不多。但是汽車本身的使用環(huán)境就要求了車載以太網(wǎng)連接必須皮實(shí)，能耐振動(dòng)、耐腐蝕、抗高低溫和抗電磁干擾等。
展開 科普 | 車載以太網(wǎng)入門介紹
所幸車載以太網(wǎng)和傳統(tǒng)車載通信的帶寬不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，從100Mb/s起步，向上發(fā)展可到5Gb/s甚至更高。
2. 已有成熟豐富的通信協(xié)議
以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展悠久，例如IP地址尋址和IP防火墻等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都是現(xiàn)成可供使用的協(xié)議。車載應(yīng)用只需針對(duì)不同層次的協(xié)議作少量適配即可應(yīng)用。
3. 高延展性
現(xiàn)在我們的手機(jī)、電視和掃地機(jī)器人等都可以相互連接，其中一個(gè)重要條件就是它們都支持以太網(wǎng)通信。智能汽車作為重要的終端節(jié)點(diǎn)，也必定會(huì)更多地接入互聯(lián)網(wǎng)。車內(nèi)控制器之間采用以太網(wǎng)通信的話，會(huì)讓其更容易融入互聯(lián)網(wǎng)。
4. 易平臺(tái)化
汽車本身是一個(gè)復(fù)雜的工藝品，目前銷量最大的大眾、豐田等無(wú)不是將平臺(tái)化玩的出神入化。這種套娃技術(shù)雖然有時(shí)會(huì)惹來(lái)“蘭博基尼就是換殼奧迪”等質(zhì)疑，但它無(wú)疑能帶來(lái)明顯的成本質(zhì)量控制優(yōu)勢(shì)。以太網(wǎng)技術(shù)著重分層思想，例如底層使用百兆以太網(wǎng)還是千兆以太網(wǎng)，并不影響其上層的TCP協(xié)議，這就為平臺(tái)化提供了良好的土壤。高端車型和入門車型可以方便的在某一層替換，而不影響其他層的應(yīng)用。
車載以太網(wǎng)與家用以太網(wǎng)
既然以太網(wǎng)這么多成熟的技術(shù)可以借鑒，那是不是把我們家里的路由器和網(wǎng)線往車上一裝就完事了？那顯然不是。汽車作為工業(yè)皇冠的明珠，具有很多獨(dú)特的要求。而家用以太網(wǎng)和車載以太網(wǎng)主要有這些差別：
1. 物理連接魯棒性。
家里用的電腦和網(wǎng)線等都處于穩(wěn)定狀態(tài)，動(dòng)來(lái)動(dòng)去的機(jī)會(huì)不多。但是汽車本身的使用環(huán)境就要求了車載以太網(wǎng)連接必須皮實(shí)，能耐振動(dòng)、耐腐蝕、抗高低溫和抗電磁干擾等。
展開 三維視景仿真環(huán)境下的船舶分油機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
用戶通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤等外部輸入設(shè)備，對(duì)分油機(jī)三維場(chǎng)景中的閥件、按鈕等進(jìn)行操作，這些操作通過(guò)通信協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)學(xué)模型模塊中，數(shù)學(xué)模型模塊對(duì)這些操作進(jìn)行計(jì)算并做出響應(yīng)，輸出的響應(yīng)同時(shí)作用于三維虛擬軟件界面和半實(shí)物控制箱，這些輸出結(jié)果使得三維軟件和半實(shí)物控制柜的指示燈、儀表實(shí)現(xiàn)狀態(tài)更新，同樣用戶對(duì)實(shí)物控制柜的操作也是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸?shù)綌?shù)學(xué)模型模塊，并在三維虛擬仿真軟件界面上實(shí)時(shí)更新顯示。圖4為分油機(jī)EPC－50三維仿真界面，圖5為船舶分油機(jī)間三維仿真界面。
圖4 分油機(jī)EPC－50三維仿真界面
圖5 船舶分油機(jī)間三維仿真界面
4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
船舶分油機(jī)三維仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)仿真類教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)分油機(jī)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證只要是對(duì)其與三維上位機(jī)的通信測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試與分油機(jī)運(yùn)行邏輯正確性進(jìn)行測(cè)試。
分油機(jī)三維仿真軟件(上位機(jī))與嵌入式控制單元(下位機(jī))之間采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其通信協(xié)議是UDP協(xié)議。通過(guò)以太網(wǎng)測(cè)試工具進(jìn)行通信測(cè)試，能夠?qū)崿F(xiàn)正常UDP通信。接下來(lái)是實(shí)現(xiàn)三維虛擬仿真軟件與嵌入式控制單元之間的聯(lián)合調(diào)試，將PC機(jī)與嵌入式控制單元接入同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，測(cè)試結(jié)果是PC三維虛擬仿真軟件與控制箱的狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)同步。按照分油機(jī)操作流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以正常實(shí)現(xiàn)燃油凈化，按照EPC－50故障設(shè)置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也實(shí)現(xiàn)故障模擬測(cè)試。
5 結(jié)束語(yǔ)
基于嵌入式和三維仿真技術(shù)的船舶分油機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以EPC－50控制系統(tǒng)為母型進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)傳統(tǒng)船舶分油機(jī)模擬器進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)生成可漫游、交互的分油機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)，采用三維仿真技術(shù)，進(jìn)一步提高了船舶分油機(jī)仿真系統(tǒng)環(huán)境的真實(shí)性，能夠使學(xué)員充分掌握分油機(jī)系統(tǒng)的操作，提高對(duì)故障的分析解決能力。采用ARM嵌入式微處理器，具有成本低，運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，很好的促進(jìn)了仿真系統(tǒng)的推廣。
展開 【圖文】S7-1200之間以太網(wǎng)通信
一．通信前的準(zhǔn)備
首先創(chuàng)建新項(xiàng)目，并命名為“s7-1200之間通信”，如下圖所示：
然后組態(tài)設(shè)備，選擇s7-1200的CPU 1214C DC/DC/RLY，版本號(hào)為4.1，如下圖所示：
打開項(xiàng)目后，選中PLC_1設(shè)備視圖，選擇下面的“屬性”選項(xiàng)，再選擇“系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器”，在右邊的顯示出的啟用時(shí)鐘存儲(chǔ)器字節(jié)的復(fù)選框中打上勾，如下圖所示:
再選中PLC_1設(shè)備中以太網(wǎng)口，在以太網(wǎng)地址設(shè)置PLC_1的IP地址為：192.168.0.1，如下圖所示：
然后把PLC_1復(fù)制粘貼成PLC_2，同樣地在以太網(wǎng)口那里設(shè)置PLC_2的IP地址為：192.168.0.2，之前的系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器已經(jīng)設(shè)置好了，PLC_2不用再設(shè)了。具體如下：
在設(shè)備視圖中轉(zhuǎn)到拓?fù)湟晥D，分別添加交換機(jī)和PC端，并將它們按照下圖連接起來(lái)。
到這里通信前設(shè)備設(shè)置已經(jīng)完成了。
二．程序編程
在PLC_1項(xiàng)目中選擇程序塊打開main(OB1),在右邊的通信項(xiàng)選擇“開放式用戶通信”中選擇“TSEND_C”指令并拖放到main(OB1)中去并生成背景數(shù)據(jù)塊DB1，名稱為：TSEND_C_DB。如下圖所示：
選中指令，彈出下面的組態(tài)畫面，設(shè)置如下面所示,在連接類型選擇TCP,在連接數(shù)據(jù)行中，在下拉菜單中選擇新建，生成下面所示的畫面。
展開 三維視景仿真環(huán)境下的船舶分油機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)
用戶通過(guò)鼠標(biāo)鍵盤等外部輸入設(shè)備，對(duì)分油機(jī)三維場(chǎng)景中的閥件、按鈕等進(jìn)行操作，這些操作通過(guò)通信協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)學(xué)模型模塊中，數(shù)學(xué)模型模塊對(duì)這些操作進(jìn)行計(jì)算并做出響應(yīng)，輸出的響應(yīng)同時(shí)作用于三維虛擬軟件界面和半實(shí)物控制箱，這些輸出結(jié)果使得三維軟件和半實(shí)物控制柜的指示燈、儀表實(shí)現(xiàn)狀態(tài)更新，同樣用戶對(duì)實(shí)物控制柜的操作也是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸?shù)綌?shù)學(xué)模型模塊，并在三維虛擬仿真軟件界面上實(shí)時(shí)更新顯示。圖4為分油機(jī)EPC－50三維仿真界面，圖5為船舶分油機(jī)間三維仿真界面。
圖4 分油機(jī)EPC－50三維仿真界面
圖5 船舶分油機(jī)間三維仿真界面
4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
船舶分油機(jī)三維仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)仿真類教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)分油機(jī)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證只要是對(duì)其與三維上位機(jī)的通信測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試與分油機(jī)運(yùn)行邏輯正確性進(jìn)行測(cè)試。
分油機(jī)三維仿真軟件(上位機(jī))與嵌入式控制單元(下位機(jī))之間采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其通信協(xié)議是UDP協(xié)議。通過(guò)以太網(wǎng)測(cè)試工具進(jìn)行通信測(cè)試，能夠?qū)崿F(xiàn)正常UDP通信。接下來(lái)是實(shí)現(xiàn)三維虛擬仿真軟件與嵌入式控制單元之間的聯(lián)合調(diào)試，將PC機(jī)與嵌入式控制單元接入同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，測(cè)試結(jié)果是PC三維虛擬仿真軟件與控制箱的狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)同步。按照分油機(jī)操作流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以正常實(shí)現(xiàn)燃油凈化，按照EPC－50故障設(shè)置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也實(shí)現(xiàn)故障模擬測(cè)試。
5 結(jié)束語(yǔ)
基于嵌入式和三維仿真技術(shù)的船舶分油機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以EPC－50控制系統(tǒng)為母型進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)傳統(tǒng)船舶分油機(jī)模擬器進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)生成可漫游、交互的分油機(jī)訓(xùn)練系統(tǒng)，采用三維仿真技術(shù)，進(jìn)一步提高了船舶分油機(jī)仿真系統(tǒng)環(huán)境的真實(shí)性，能夠使學(xué)員充分掌握分油機(jī)系統(tǒng)的操作，提高對(duì)故障的分析解決能力。采用ARM嵌入式微處理器，具有成本低，運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，很好的促進(jìn)了仿真系統(tǒng)的推廣。
展開 如何看待下一代汽車總線架構(gòu)里面的以太網(wǎng)和PCIe
不管怎么說(shuō)，我認(rèn)為下一代架構(gòu)主要有這么一些特征：
● 區(qū)域控制器配合計(jì)算中心的架構(gòu)
Zonal ECUs with centralized compute platform
● 以太網(wǎng)通信
IP based, Ethernet IVN
● SOA的架構(gòu)
Software orientated architecture
有意思的是，Microchip做下面這個(gè)圖也是圍繞高清晰度的攝像頭來(lái)做的，并沒(méi)有4D毫米波和激光雷達(dá)的位置。
▲圖1.越來(lái)越清晰的架構(gòu)
Part 1 以太網(wǎng)的應(yīng)用
從演進(jìn)速度來(lái)看，我們可以把非標(biāo)準(zhǔn)的所有接車載以太網(wǎng)的控制器，都稱為是Zonal ECU，這是因?yàn)檫@個(gè)控制器在標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程中，可以差異化地集成很多的功能。
▲圖2.Zonal ECU的拓?fù)?● 毫米波、激光雷達(dá)的raw data，前者8T8R的能達(dá)到10G+帶寬需求，當(dāng)前也得3～G，激光雷達(dá)稍微小點(diǎn)。
● 攝像頭，高清攝像頭的應(yīng)用，廣義上的音視頻信息流。
▲圖3.以太網(wǎng)的帶寬挑戰(zhàn)
▲圖4.自動(dòng)駕駛所需要的帶寬是最大的
這么多數(shù)據(jù)輸入給核心平臺(tái)，也就是中心的計(jì)算中轉(zhuǎn)輸入數(shù)據(jù)需要有200Gbps的能力；同時(shí)，采用熱備份的計(jì)算中心1和計(jì)算中心2之間還要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。所以，車載以太網(wǎng)玩不轉(zhuǎn)了，我們還是順應(yīng)時(shí)代潮流和超算學(xué)吧。
展開 康謀產(chǎn)品 | 車載以太網(wǎng)：智能汽車通信的加速器
這就是車載以太網(wǎng)技術(shù)的用武之地。
一、車載以太網(wǎng)
1、車載網(wǎng)絡(luò)的演變與挑戰(zhàn)
汽車電子電氣架構(gòu)的演化始終圍繞著強(qiáng)有力的通信架構(gòu)和整車級(jí)計(jì)算平臺(tái)展開。從LIN總線的簡(jiǎn)單通信到CAN總線的高效數(shù)據(jù)交換，再到FlexRay、MOST等高速傳輸技術(shù)的應(yīng)用，汽車通信技術(shù)不斷突破。然而，隨著智能駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，車載網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)也日益嚴(yán)峻。數(shù)據(jù)量的激增、傳輸速率的需求以及對(duì)實(shí)時(shí)性的更高要求，都對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)。
2、車載以太網(wǎng)的新篇章
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，10GBase-T1標(biāo)準(zhǔn)于2017年立項(xiàng)，并于2020年正式發(fā)布。這一標(biāo)準(zhǔn)支持以2.5 Gbit/s、5 Gbit/s、10 Gbit/s的對(duì)稱速率傳輸數(shù)據(jù)，與前代的100 Mbit/s和1 Gbit/s的技術(shù)相比，Multi-G技術(shù)提供了更高的速率和更大的香農(nóng)容量。這意味著更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，也意味著更強(qiáng)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(tǒng)的UTP（Unshielded-Twisted Pair，非屏蔽雙絞線）線纜，STP線纜的屏蔽層大大增強(qiáng)了抗干擾性能。此外，10GBase-T1在信道算法方面也進(jìn)行了創(chuàng)新，采用了PAM4的調(diào)制格式，提高了單位頻率下的信噪比，使得系統(tǒng)可以采用更高的調(diào)制階數(shù)。
二、NETLion 10G
在此趨勢(shì)下，康謀帶來(lái)了NETLion 10G，是一款專為2.5/5/10GBASE-T1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的開發(fā)工具。它不僅能夠幫助工程師們進(jìn)行數(shù)據(jù)流量的記錄和分析，還能夠?qū)?.5/5/10GBASE-T1物理層轉(zhuǎn)換為2.5/5/10GBASE-T以太網(wǎng)信號(hào)，極大地方便了車載網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和測(cè)試。
展開 
寶馬的電子電氣架構(gòu)解析
2018年寶馬量產(chǎn)了其新一代電子電氣架構(gòu)，如圖1所示，其大量使用了以太網(wǎng)通信，并且域控制器也得到了使用， 跟當(dāng)年量產(chǎn)的Model 3的電子電氣架構(gòu)有的一比了。
圖1 寶馬2018年 電子電氣網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
圖1中各控制節(jié)點(diǎn)的含義如圖2所示，例如ACSM表示高級(jí)碰撞安全模塊，AHM表示拖車模塊，DSC為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制模塊，BDC表示車身控制模塊，EGS表示電子變速箱控制模塊，HU-H表示娛樂(lè)控制模塊，PCU表示動(dòng)力控制模塊，RAM表示音頻接收模塊，KAFAS表示基于攝像頭的駕駛員輔助系統(tǒng)，IHKA為集成集成自動(dòng)暖氣/空調(diào)模塊，SAS表示選裝模塊，即為ADAS模塊，SMBF表示駕駛員座椅控制模塊。
圖2 各節(jié)點(diǎn)的具體含義
各節(jié)點(diǎn)之間的通信方式包括以太網(wǎng)、FlexRay、CAN總線，其中圖1所示中灰色表示以太網(wǎng)總線，包括兩線的OABR以太網(wǎng)和五線以太網(wǎng)，無(wú)線以太網(wǎng)主要用于BDC與OBD2之間的交互，單獨(dú)的以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)如圖3所示，深紅色表示FlexRay總線，黃色表示CAN總線。CAN總線中又分K-CAN、PT-CAN、Local CAN，K-CAN表示通信CAN，K-CAN1用于BDC與音頻接收模塊RAM、FZD通信，K-CAN5用于BDC與NFC、遠(yuǎn)程接收器FBD，K-CAN6用于BDC與右燈光控制模塊FLER、左燈光控制模塊FLEL通信；PT-CAN為BDC與動(dòng)力相關(guān)模塊，包括DME、DHC等模塊，Local-CAN為SAS，即ADAS控制器與傳感器單元通信。
展開 寶馬的電子電氣架構(gòu)解析
2018年寶馬量產(chǎn)了其新一代電子電氣架構(gòu)，如圖1所示，其大量使用了以太網(wǎng)通信，并且域控制器也得到了使用， 跟當(dāng)年量產(chǎn)的Model 3的電子電氣架構(gòu)有的一比了。
圖1 寶馬2018年 電子電氣網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
圖1中各控制節(jié)點(diǎn)的含義如圖2所示，例如ACSM表示高級(jí)碰撞安全模塊，AHM表示拖車模塊，DSC為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制模塊，BDC表示車身控制模塊，EGS表示電子變速箱控制模塊，HU-H表示娛樂(lè)控制模塊，PCU表示動(dòng)力控制模塊，RAM表示音頻接收模塊，KAFAS表示基于攝像頭的駕駛員輔助系統(tǒng)，IHKA為集成集成自動(dòng)暖氣/空調(diào)模塊，SAS表示選裝模塊，即為ADAS模塊，SMBF表示駕駛員座椅控制模塊。
圖2 各節(jié)點(diǎn)的具體含義
各節(jié)點(diǎn)之間的通信方式包括以太網(wǎng)、FlexRay、CAN總線，其中圖1所示中灰色表示以太網(wǎng)總線，包括兩線的OABR以太網(wǎng)和五線以太網(wǎng)，無(wú)線以太網(wǎng)主要用于BDC與OBD2之間的交互，單獨(dú)的以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)如圖3所示，深紅色表示FlexRay總線，黃色表示CAN總線。CAN總線中又分K-CAN、PT-CAN、Local CAN，K-CAN表示通信CAN，K-CAN1用于BDC與音頻接收模塊RAM、FZD通信，K-CAN5用于BDC與NFC、遠(yuǎn)程接收器FBD，K-CAN6用于BDC與右燈光控制模塊FLER、左燈光控制模塊FLEL通信；PT-CAN為BDC與動(dòng)力相關(guān)模塊，包括DME、DHC等模塊，Local-CAN為SAS，即ADAS控制器與傳感器單元通信。
展開 11月11日在線研討會(huì)預(yù)熱 | ODX診斷數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換工具 — VDC(ODX)
產(chǎn)品特點(diǎn)
? 軟件操作簡(jiǎn)單，導(dǎo)入調(diào)查問(wèn)卷即可快速轉(zhuǎn)換為ODX(2.2.0)標(biāo)準(zhǔn)診斷數(shù)據(jù)庫(kù)
? 軟件易用性好，支持對(duì)調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行智能檢查并指示錯(cuò)誤位置，方便快速修改
? 支持CAN、CANFD和以太網(wǎng)多種通信方式，可自由更改通信參數(shù)
? 支持調(diào)查問(wèn)卷的批量轉(zhuǎn)換，節(jié)省單次轉(zhuǎn)換的操作時(shí)間
? 支持構(gòu)建整車PDX數(shù)據(jù)包，可自由編輯網(wǎng)段和控制器節(jié)點(diǎn)
產(chǎn)品功能
? 調(diào)查問(wèn)卷轉(zhuǎn)換ODX診斷數(shù)據(jù)庫(kù)
支持Hirain的診斷調(diào)查問(wèn)卷模板文件轉(zhuǎn)換為ODX標(biāo)準(zhǔn)診斷數(shù)據(jù)庫(kù)文件(odx-d v2.2.0)
支持標(biāo)準(zhǔn)的ISO 14229-1的診斷服務(wù)
支持設(shè)置CAN、CANFD、以太網(wǎng)通信模式的通信參數(shù)
支持最多3個(gè)ECU變體(ECU Variant)數(shù)據(jù)的生成
? 調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)智能檢查
支持對(duì)調(diào)查問(wèn)卷填寫內(nèi)容的智能檢查，以便能夠生成正確的ODX數(shù)據(jù)庫(kù)
軟件界面能夠分類顯示檢查結(jié)果，并可根據(jù)類型過(guò)濾，方便快速查看問(wèn)題
智能檢查完成后，Excel調(diào)查問(wèn)卷會(huì)新增檢查結(jié)果頁(yè)簽，并設(shè)置超鏈接，能夠快速定位、修改問(wèn)題
? 調(diào)查問(wèn)卷批量轉(zhuǎn)換
軟件支持選擇多個(gè)Excel調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行批量轉(zhuǎn)換，節(jié)省多次轉(zhuǎn)換調(diào)查問(wèn)卷的時(shí)間，提高工作效率
每個(gè)文件轉(zhuǎn)換結(jié)果會(huì)單獨(dú)進(jìn)行提示，方便查看整體轉(zhuǎn)換情況
? ODX數(shù)據(jù)打包生成PDX
軟件支持將轉(zhuǎn)換的多個(gè)ODX文件打包成整車的PDX數(shù)據(jù)包，用于整車進(jìn)行診斷
支持編輯網(wǎng)段拓?fù)洌⒃诰W(wǎng)段下導(dǎo)入轉(zhuǎn)換好的ODX文件作為ECU節(jié)點(diǎn)
支持導(dǎo)入已經(jīng)打包好的PDX文件作為模板，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)段和節(jié)點(diǎn)的再次編輯
展開 一文入門車載以太網(wǎng)，吐血整理! 不看可惜！
TCP/UDP作為傳統(tǒng)以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在這里同樣不做過(guò)多展開，僅整體介紹下TCP與UDP的特點(diǎn)及區(qū)別。
TCP協(xié)議
TCP協(xié)議頭
圖12 TCP協(xié)議頭
如下圖13所示為TCP協(xié)議頭的字段解釋：
圖13 TCP協(xié)議頭信息表
TCP建立連接過(guò)程
TCP是面向連接的可靠的網(wǎng)絡(luò)通信，因此要通信雙方建立通信連接，必須經(jīng)過(guò)我們常說(shuō)的“三次握手”才能夠開啟以太網(wǎng)通信，如下圖14所示為TCP的“三次握手”連接過(guò)程。
圖14 TCP ”三次握手“過(guò)程
TCP斷開連接過(guò)程
TCP已經(jīng)連接的雙方如果需要斷開，則需要“四次揮手“來(lái)完成此過(guò)程”，如下圖15所示：
圖15 TCP”四次揮手“過(guò)程
TCP協(xié)議特點(diǎn)
從上述的TCP建立連接以及斷開連接的過(guò)程，不難得出TCP是一種面向連接可靠的傳輸層協(xié)議。具體總結(jié)有以下一些特點(diǎn)：
面向無(wú)連接，即不需要建立連接便可以直接進(jìn)行通信；
存在單播，多播，廣播的功能；
UDP是面向報(bào)文的，UDP的報(bào)文報(bào)經(jīng)過(guò)IP層不會(huì)進(jìn)行任何拆分或重組；
不可靠性：由于沒(méi)有像TCP的擁塞控制以及出錯(cuò)自動(dòng)重傳等機(jī)制，則會(huì)導(dǎo)致發(fā)送的報(bào)文無(wú)法保證接收方是否收到，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)本身就存在諸多的不確定性；
UDP協(xié)議
UDP全稱為用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中與TCP協(xié)議一樣用來(lái)處理數(shù)據(jù)包，是一種無(wú)連接的協(xié)議。
展開 