汽车供应商和原始设备制造商正大力投资软件研发工作,以期增加新的功能和特性,从而实现自主性、电气化和连通性。但通过增加更多的电子控制单元(ECU)来实现这些功能是不可行的,因为这会加剧系统复杂性和成本增加。
有两种方法可整合和简化车辆中的ECU:使用域体系结构或区域体系结构。域体系结构整合了支持汽车特定功能的ECU的子集,而区域体系结构则基于其在汽车中的位置(例如:右前区)整合ECU。尽管使用这两种方法可以最小化系统复杂性并节约成本,但区域体系结构简化了处理过程,并有助于进一步最小化车内布线。
图1区域车辆体系结构说明。
图1:将DRA821U用作汽车中的中央网关或区域网关的区域体系结构
为支持区域体系结构,应设有在特定位置内的ECU之间维护现有的控制器局域网(CAN)和本地互连网络(LIN)通信的区域网关,同时还使用高带宽千兆位以太网连接到中央网关和其他区域网关。
汽车行业已显现出:网关系统支持和桥接多个接口至关重要。DRA821处理器赋予网关灵活的车辆联网功能,以管理车辆中爆炸式增长的数据量。其具有包括传统型CAN和LIN、高速PCI Express和支持时间敏感型网络(TSN)的以太网交换机在内的丰富多样的网络接口,以支持区域体系结构。
当利用区域体系结构的其他功能时,在整合非安全关键和安全关键的ECU时可能会遇到限制。供应商在增加功能的同时追求最大限度地降低复杂性,请务必牢记混合关键性(在一个芯片内支持安全关键和非安全关键操作的功能)。对于网关,混合关键性有助于维持区域之间的有效网络(例如与制动系统通信的ADAS高级驾驶辅助系统计算模块),同时还增加了云连通性等功能。
TI通过在DRA821处理器上使用大量的防火墙来实现混合关键性,以免受干扰。该器件总共具有四个Arm®Cortex®-R5F微控制器(MCU)内核,可支持具备时效性的任务的运行,且可同步运行以支持安全性。防火墙将这些MCU内核以及CAN/LIN、片上存储器和芯片其余部分的双数据速率接口连接起来,可支持安全关键功能。无需使用单独的应用处理器,您可利用与安全关键功能隔离的双Cortex-A72内核来管理与云连接等功能,以创建新的业务模型和更好的用户体验,包括无线更新和预测性维护。利用DRA821的无干扰性能将关键功能和非关键功能分离开来,鼓励将创新功能集成到网关中,同时最大程度地降低了车辆网络的复杂性。