Elektrobit EB zoneo平臺助力提升車輛網(wǎng)絡(luò)性能

對于汽車制造商而言，從硬件驅(qū)動到軟件定義汽車的加速轉(zhuǎn)變帶來了獨特的挑戰(zhàn)，也創(chuàng)造了有利的機會。盡管電動汽車降低了成本和排放量，ADAS和自動駕駛功能提高了道路安全性，但車載網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性將會有增無減。這種快速演變正在影響硬件和軟件的設(shè)計和性能，并推動了對最大化計算能力和創(chuàng)建更有效的網(wǎng)絡(luò)通信的需求。為滿足這些需求，汽車制造商需要智能和可擴展的工具來開發(fā)、配置和啟用最新平臺上的全新功能，并同時實現(xiàn)軟件和硬件之間的無縫集成。

作為滿足全行業(yè)需求的解決方案，Elektrobit的EB zoneo這個先進(jìn)的新產(chǎn)品系列可以解決當(dāng)前和未來建立車載網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)。其中EB zoneo SwitchCore和EB zoneo VSwitch這兩大模塊能夠顯著提升ECU內(nèi)部及ECU之間網(wǎng)絡(luò)通信的速度、可靠性和網(wǎng)絡(luò)通信安全。EB zoneo SwitchCore Shield繼承了EB zoneo SwitchCore所支持的全部功能，并通過Argus Ethernet IDPS系統(tǒng)（一款由Argus開發(fā)的以太網(wǎng)入侵檢測和防御系統(tǒng)）獲得了額外的信息安全保護。另外，于近期推出的EB zoneo GatewayCore是首款支持、配置和集成現(xiàn)代微控制器新一代硬件加速器的軟件產(chǎn)品，可應(yīng)用于先進(jìn)的汽車電子/電氣架構(gòu)（基于被廣泛采用的Classic AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)）。這款新軟件現(xiàn)已應(yīng)用于英飛凌的AURIX TC4x，不僅簡化了復(fù)雜網(wǎng)關(guān)用例的配置，在幫助汽車制造商和一級供應(yīng)商節(jié)約時間的同時，還能減少集成工作量和成本。

EB zoneo這個現(xiàn)成的平臺為域、中央式和區(qū)域式架構(gòu)提供了向后兼容的解決方案，能夠與其他Elektrobit產(chǎn)品（例如EB tresos和EB corbos）無縫集成。

下面帶大家來看下EB zoneo的在線演示，該演示展示了六大功能，幫助大家了解如何提升車輛的整體網(wǎng)絡(luò)性能，快速推進(jìn)項目，如何通過了解預(yù)期情況來高效規(guī)劃成本（利用現(xiàn)成的智能固件即可實現(xiàn)）以及如何從預(yù)集成的信息安全選項（例如 Argus Cyber Security 公司的入侵檢測防御系統(tǒng)）中受益。

車載網(wǎng)絡(luò)項目三大問題：

處理時間

CPU負(fù)載

網(wǎng)絡(luò)啟動

EB zoneo六大功能

在交換機上配置 IP 路由

健康檢查

IDPS（入侵檢測防御系統(tǒng)）

在硬件中配置IP路由

協(xié)議隧道

虛擬機仲裁

速度表

三個速度表分別檢測網(wǎng)絡(luò)啟動、CPU 負(fù)載和處理時間，與上述六個功能息息相關(guān)。實施EB zoneo產(chǎn)品后，可借助速度表直接測量其產(chǎn)生的影響。在實施EB zoneo產(chǎn)品之前，速度表顯示的初始百分比為90%。EB zoneo產(chǎn)品被應(yīng)用于這六個用例后，所顯示的百分比都會發(fā)生變化。速度表內(nèi)的顏色會從90%時的紅色逐漸變?yōu)槌壬缓笞兂删G色。用戶點擊的用例越多，對速度表顏色的影響就越大，將使其逐步趨近于綠色。此外，每個用例所使用的相應(yīng)產(chǎn)品都會被識別出來。

底盤動畫

底盤動畫會隨著用戶點擊用例而發(fā)生變化。一開始，底盤會顯示通信問題，隨著用戶繼續(xù)點擊用例，底盤上的綠色會加深（表示通信性能無懈可擊）。此外，底盤中的某些節(jié)點會以藍(lán)色突出顯示，其代表的是與Argus合力打造的產(chǎn)品（IDPS）。

該DEMO的用例如下

在交換機上配置IP路由

網(wǎng)絡(luò)啟動：-20%

CPU 負(fù)載：-20%

處理時間：不變

EB zoneo SwitchCore支持根據(jù)靜態(tài)配置的路由表對VLAN間的單播幀和組播幀進(jìn)行IP路由。通過在軟件中添加IP和VLAN路由，網(wǎng)絡(luò)配置場景不再受限于硬件功能，并可實現(xiàn)顯著擴展。

EB zoneo SwitchCore的這一功能可完全卸載主機MCU上與IP或VLAN路由相關(guān)的任務(wù)，還可利用硬件功能提升性能，擴展用例場景。

健康檢查

-網(wǎng)絡(luò)啟動：不變

- CPU負(fù)載：-10%

-處理時間：不變

EB zoneo SwitchCore可自主、獨立地監(jiān)測交換機的健康統(tǒng)計數(shù)據(jù)（如鏈路狀態(tài)、帶寬利用率、收發(fā)器溫度等），并通過AUTOSAR定義的協(xié)議將結(jié)果或狀態(tài)變化通報主機MCU，從而顯著減輕主機MCU在運行時開銷和與交換機硬件通信所需帶寬方面的負(fù)擔(dān)。

利用EB zoneo SwitchCore實現(xiàn)自主健康監(jiān)測功能可大幅減輕主機MCU的負(fù)擔(dān)，并進(jìn)一步與交換機硬件寄存器的讀數(shù)分離開。

IDPS（入侵檢測防御系統(tǒng)）

-網(wǎng)絡(luò)啟動：不變

- CPU負(fù)載：-20%

-處理時間：不變

EB zoneo SwitchCore Shield繼承了EB zoneo SwitchCore所支持的全部功能，并通過Argus提供的以太網(wǎng)IDPS系統(tǒng)提供了額外的信息安全保護。如今，L2-L4訪問控制、應(yīng)用層訪問控制、基于情境的檢查、數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)驗證、TCP連接跟蹤以及狀態(tài)檢測都可以在網(wǎng)絡(luò)中間位置的交換機上執(zhí)行。

EB zoneo SwitchCore與Argus Cyber Security公司的以太網(wǎng)IDPS系統(tǒng)相結(jié)合，為需要高性能、靈活性和強大網(wǎng)絡(luò)威脅防護能力的軟件定義電子電氣架構(gòu)提供了高效的解決方案。

在硬件中配置IP路由

-網(wǎng)絡(luò)啟動：不變

- CPU負(fù)載：-20%

-處理時間：-10%

EB zoneo GatewayCore利用MCU/SoC內(nèi)置的通信硬件加速器顯著降低了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)包的路由延遲。CPU負(fù)載和路由延遲因此大幅減少。

EB zoneo GatewayCore的這一特性顯著降低了執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)相關(guān)任務(wù)所需的CPU功耗，同時將硬件配置無縫集成到Classic AUTOSAR工具中。

協(xié)議隧道

-網(wǎng)絡(luò)啟動：不變

- CPU負(fù)載：-10%

-處理時間：-30%

EB zoneo GatewayCore采用IEEE 1722協(xié)議，可降低CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的性能延遲。此外，如果有硬件支持，EB zone GatewayCore還可用于配置硬件模塊。

EB zoneo GatewayCore的這一特性可減少CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)任務(wù)所需的CPU功耗，并能夠利用組播向不同目的地傳送數(shù)據(jù)，以支持復(fù)雜的路由場景。

虛擬機仲裁

-網(wǎng)絡(luò)啟動：不變

- CPU 負(fù)載：+10%

-處理時間：-20%

EB zoneo VSwitch可為微控制器單元 (MCU) 內(nèi)的多個獨立虛擬機提供以太網(wǎng)通信。每個虛擬機都可與MCU內(nèi)的其他虛擬機進(jìn)行通信，也可與MCU的外部以太網(wǎng)總線進(jìn)行通信。

EB zoneo VSwitch可連接不限數(shù)量的不同虛擬機，并助其以具有確定性且不受干擾的方式進(jìn)行通信。

總結(jié)

以上EB zoneo的演示展示了一個有效可靠的解決方案，以駕馭汽車電子控制單元（ECU）內(nèi)部及之間的汽車網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)。EB zoneo為域、集中式和區(qū)域式架構(gòu)提供了現(xiàn)成的、面向未來的和反向兼容的解決方案，它的優(yōu)點包含：

面向未來。支持高速、可靠和安全的車載網(wǎng)絡(luò)的高級功能，能夠從容應(yīng)對分布式區(qū)域式架構(gòu)帶來的挑戰(zhàn)。

優(yōu)化。通過最大化現(xiàn)有硬件能力和將與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的任務(wù)分配給特定的硬件單元，改善了計算能力和資源消耗。

低成本。加快了向面向服務(wù)（SOA）通信的轉(zhuǎn)換，以及從域到集中式和區(qū)域式架構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

已通過測試。EB zoneo已在一個重要的投產(chǎn)車輛系列進(jìn)行了道路測試，并支持大眾和通用等領(lǐng)先的OEM平臺。

擁有數(shù)十年的行業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)。Elektrobit擁有30余年的汽車網(wǎng)絡(luò)專業(yè)經(jīng)驗，并與英飛凌、Marvell、恩智浦、Realtek、瑞薩等領(lǐng)先的硬件供應(yīng)商建立了緊密合作關(guān)系。

總而言之，EB zoneo充分利用硬件功能，能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更高效的車載網(wǎng)絡(luò)連接；它是一個極具價值的解決方案，可以幫助汽車制造商和一級供應(yīng)商簡化部署過程、實現(xiàn)更先進(jìn)的功能和構(gòu)建新一代汽車架構(gòu)。