奔馳的STAR3電子電氣架構(gòu)：以太網(wǎng)和供電

傳統(tǒng)汽車企業(yè)在Domain架構(gòu)下，把CAN網(wǎng)絡替換成以太網(wǎng)骨干網(wǎng)，是圍繞遠程信息系統(tǒng)和自動輔助駕駛系統(tǒng)兩大塊內(nèi)容，并且在整車不斷增加的軟件數(shù)量，這些按照原有的設計，對主干網(wǎng)絡的通信帶寬的需求不斷增長。

借助汽車以太網(wǎng)，面向服務的通信概念正在進入車輛網(wǎng)絡（SOME/IP、C/S 通信），這是汽車軟件往功能擴展和靈活性增加的必要的路徑。

▲圖 1. 奔馳STAR 3 上的車載以太網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲

Part 1 STAR 3的里面的汽車以太網(wǎng)

面向信號的通信方式(Signal-Oriented Communication)正在達到其極限（將信號進行傳輸）。比如節(jié)點B需要節(jié)點A的某一個信息，節(jié)點A就直接把這個信號同其他信號一起，打包成報文發(fā)送到總線上，節(jié)點B收到之后就能夠獲得該信號了，如下圖左半部分所示。

▲圖2. 面向信號和面向服務的通信機制對比

借助汽車以太網(wǎng)，面向服務的通信在進入車輛網(wǎng)絡（SOME/IP、C/S 通信），主要目的是靈活地處理越來越多的需求，從而降低復雜性和動態(tài)性。

C/S創(chuàng)建明確定義的接口為表征的服務環(huán)境，軟件組件通過稱為“服務總線”的中間件連接。中間件承擔服務提供者和服務使用者之間進行調(diào)解，因此可實現(xiàn)系統(tǒng)中服務角色之間的松散耦合。比原有的軟件架構(gòu)更靈活，具有更高的可重用性和對新服務組件更好的集成性。中間件調(diào)節(jié)了服務提供者和服務使用者之間的通信，當然也包括對該通信的建立，通常還定義了以太網(wǎng)報文中數(shù)據(jù)的序列，序列器決定了在發(fā)送端如何將數(shù)據(jù)序列化為串行比特流，然后在接收端如何反序列化。

▲圖3. ECU的PDU

SOME/IP服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議是 SOME/IP 的核心功能，有以下幾個主要任務：

（1）SD 協(xié)議管理提供動態(tài)查找功能實體并能配置其訪問權(quán)限的功能

（2）SD 協(xié)議管理向網(wǎng)絡發(fā)送事件消息的需求，向需要它們的接收者發(fā)送事件消息

（3）檢測服務實例是否正在運行

為了讓客戶端知道哪些服務當前可用，SOME/IP-SD 提供了兩種機制，Offer Service提供服務允許服務器向所在的網(wǎng)絡提供其所能夠提供的服務。Find Service發(fā)現(xiàn)服務允許客戶端請求可用的服務。

▲圖5. Gateway的工作機制

Part 2 信息安全機制

我后來仔細思考一下，在集成度的考慮，歐洲普遍還是圍繞傳統(tǒng)的信息安全的模式來走，由于整個開發(fā)周期的原因，一方面要平衡整個軟件開發(fā)周期，一方面要考慮信息安全的管理復雜度所以這個分層還挺有必要的。

▲圖6. 奔馳的以太網(wǎng)的使用

▲圖7. 主機和T-box的聯(lián)網(wǎng)和分層機制

目前從12V電源來看，車企傾向于圍繞雙12V電池的模式，分為不同的電源備份機制，通過一個平衡單元形成在電源之間的調(diào)度，也就是說不管是兩個電池還是充電單元，3個里面掛掉1個，整體性能影響有限。

▲圖8. 奔馳的12V系統(tǒng)

小結(jié)：偏軟件和通信本身的部分，我也是看個大概，供大家參考。

審核編輯 ：李倩