車載乙太網未來已來!
6月28日,東信創智研發的車載乙太網(Automotive Ethernet)Demo Vehicle和自動化測試機櫃在上汽商用車技術中心階段性交付。
Demo Vehicle搭載了符合IEEE 100BASE-T1標準的1個中央網關(Central Gateway)、4路攝像頭、1套CANoe模擬的儀錶和娛樂主機。自動化測試機櫃集搭載了東信創智研發的測試管理軟體和測試程序,集成Vector(維克多)和Spirent(思博倫)測試設備,實現OSI Layer 1-7的車載乙太網測試。
Demo Vehicle簡介
Demo Vehicle中央網關共有5路100BASE-T1通道,其中4路連接前後左右4個攝像頭;第5路100BASE-T1連接至VN5610A,用CANoe模擬儀錶和娛樂主機兩個虛擬節點;1路100BASE-TX用於診斷。除了乙太網通道外,還有1路HS-CAN和3路CAN FD用於收發CAN/CAN FD報文。Demo Vehicle拓撲如下圖所示。
Demo Vehicle實現的功能有:
1) 基於AVB協議的視頻傳輸
本功能視頻數據流向如下圖所示,攝像頭(AVB Talker)發送視頻數據,經由中央網關(AVB Bridge)轉發,最後在模擬儀錶(AVB Listener)展現。
2) 基於SOME/IP和SOME/IP-SD協議的通信控制
通信控制的模擬首先要有資料庫的支撐,我們通過PREEvision創建SOME/IP的乙太網資料庫,載入到最新版本的CANoe V11.0中實現娛樂主機和儀錶之間的方法調用(Request/Response)。最終展現的效果是,我們通過娛樂主機的觸屏功能,點擊前後左右不同的位置可以在儀錶上顯示4個不同位置的攝像頭數據、全景拼接的攝像頭數據或者前後攝像頭的行車數據。
後續我們還將更模擬多的方法Method、事件Event、域Field完善儀錶的功能,並且發布更快捷的乙太網資料庫轉換或建模方法。
通信控制的實現如下圖:
3) 基於DoIP協議的乙太網診斷和刷寫
通過中央網關的100BASE-TX介面不僅可以實現車載乙太網診斷和刷寫,同時還可實現埠鏡像功能。乙太網不像我們熟悉的CAN匯流排,只要將測試設備接入匯流排的任意位置就可以監控匯流排所有數據,但是通過埠鏡像功能,我們將Eth1~Eth5埠的部分數據鏡像至Eth6(100BASE-TX),這樣在路試或者需要測試分析時配置一下Switch,就可以在Eth6埠監測到其它埠的數據了。
埠鏡像功能如下圖:
中央網關簡介
通道數量:
Ethernet Channels
- 5 x 100BASE-T1(Broadcom BCM89531,可擴展8路以上)
- 1 x 100BASE-TX
CAN Channels
- 1 x High-Speed CAN
- 3 x CAN FD & Partial NM
LIN Channel
- 1 x LIN
實現功能:
SOME/IP、SOME/IP-SD
DoIP
- 1 to N Flash
- FOTA (Flash Over The Air)
AVB (Hardware Support)
- gPTP(Time Synchronization)
- FQTSS (Traffic Shaper)
- SRP (Stream Reservation)
Data Forwarding
- Eth-Eth
- Eth-CAN/CAN FD
- CAN/CAN FD-CAN
Security(In Development)
自動化測試機櫃簡介
該機櫃集成的Auto C1是Spirent用於汽車乙太網測試的桌面式便攜設備,其具有尺寸小,噪音低,功能齊全等優點。
Auto C1配合TTworkbench軟體平台及相應測試套可實現
- TCP/IP協議一致性測試(基於OPEN TC8和AUTOSAR)
- AVB/TSN協議一致性測試(基於AVnu相關測試規範)
其測試界面如下圖所示:
Spirent 測試硬體配合Testcenter軟體平台及相應測試套可實現
- AVB/TSN功能和性能測試(基於IEEE相關規範)
- 交換機功能和性能測試(基於IETF RFC2544、RFC2889等)
除了底層協議測試外,應用層測試也同樣重要,我們在CANoe中用CAPL程序自主開發了UDPNM測試腳本,完成了對代碼的完整調試測試。並將其集成在我們自主研發的新一代網路測試平台中,用於實現對測試用例的管理及測試報告的自動生成。
在測試報告生成方面,我們在測試腳本中完成了對報告模板的靈活控制,再也不擔心客戶更改測試報告模板了。在CANoe中採用我們的編程框架執行出的html/xml報告都可以在網路測試平台中直接轉換成Excel,無論是通信、診斷還是功能。
網路測試平台採用BS(瀏覽器-伺服器)架構開發,配置伺服器後可同時控制多台機櫃同時測試,在聯網情況下(網際網路或公司內網)可以支持遠程測試。
產品線總監寄語
2014年底剛接觸乙太網的時候,覺得Ethernet神秘而遙遠,未來大概在2020/2021年前後。不過現在我覺得汽車乙太網之未來就在當下。在於當下的主機廠,在於當下的供應商,更在於中國自主研發之主機廠能否給本土供應商足夠的支撐和培養,使他們有能力掌握這份開放而複雜的網路。乙太網的硬體並不難,大多數供應商需要搞定的也就是個PHY,更難的應該是遠遠比CAN匯流排複雜的7層模型的乙太網AUTOSAR協議棧。
乙太網本來就該open,東信創智願意同本土志同道合的供應商們一同成長,共同迎接車載乙太網未來到來。
特別鳴謝
上海汽車集團股份有限公司商用車技術中心
維克多汽車技術(上海)有限公司
思博倫通信科技(北京)有限公司
吉孚動力技術(中國)有限公司
瑞昱半導體股份有限公司
北京茵沃汽車科技有限公司
感謝項目組成員以及支持我們的朋友!
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