工程師說 | 面向車載中央網(wǎng)關(guān)R-Car S4的軟件

Hirofumi Shigehisa

Sr Mgr, Software Engineering

概要

瑞薩為以車載E/E架構(gòu)為核心的中央網(wǎng)關(guān)提供R-Car S4 SoC和在其上運(yùn)行的軟件。中央網(wǎng)關(guān)可以控制汽車與外部世界的連接，以及控制汽車內(nèi)部數(shù)據(jù)的通信。諸如以前不存在的被盜車輛追蹤和遠(yuǎn)程故障診斷等便利的服務(wù)，通過將汽車連接到云端已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)。本篇文章主要介紹在R-Car S4上運(yùn)行的軟件。

背景

為了提高汽車的便利性和安全性，需要處理的數(shù)據(jù)量正在逐年增加。為了能夠有效的管理越來越多的數(shù)據(jù)傳輸，E/E框架從傳統(tǒng)的分散性架構(gòu)逐漸向域架構(gòu)和區(qū)域架構(gòu)轉(zhuǎn)變。因此，中央網(wǎng)關(guān)應(yīng)運(yùn)而生。中央網(wǎng)關(guān)可以控制云端的服務(wù)器和車輛之間的連接，以及車輛內(nèi)部不同網(wǎng)絡(luò)域之間的連接。

車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的通信協(xié)議，以前業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)是使用經(jīng)ISO標(biāo)準(zhǔn)化的CAN。然而，最近能夠為大量數(shù)據(jù)傳輸提供高速通信的以太網(wǎng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。因此需要中央網(wǎng)關(guān)來處理這些協(xié)議。

面向中央網(wǎng)關(guān)R-Car S4的軟件

下文將介紹R-Car S4上運(yùn)行的軟件。瑞薩提供面向R-Car S4的軟件的SDK（軟件開發(fā)工具包）。該SDK將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能所需的軟件打包，其中包含了以太網(wǎng)驅(qū)動程序（Autosar MCAL/Linux BSP）、以太網(wǎng)交換機(jī)控制庫和CAN-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換庫等?？蛻艨梢允褂肧DK輕松開始開發(fā)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序。下面將介紹一些具有代表性的面向網(wǎng)關(guān)的相關(guān)軟件。??

以太網(wǎng)交換機(jī)控制庫

以太網(wǎng)交換機(jī)控制庫提供的API可以輕松訪問豐富功能的以太網(wǎng)交換機(jī)HW IP。以前關(guān)于有效載荷中的數(shù)據(jù)的路由過程，如協(xié)議類型（UDP等）和EtherType（Ping，ARP等）是由客戶在CPU上使用自己的軟件實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在可以轉(zhuǎn)變?yōu)镽-Car S4的控制庫通過使用以太網(wǎng)交換機(jī)HW IP來執(zhí)行。與CPU上的軟件處理相比，以太網(wǎng)交換機(jī)HW IP縮短了處理時間從而實(shí)現(xiàn)了低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。因為這種低延遲的數(shù)據(jù)傳輸，可以實(shí)時的進(jìn)行從異常檢測到異常處理的過程，從而提高了安全性。

CAN-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換庫

CAN-以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換庫完成了CAN幀數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。舉一個這種轉(zhuǎn)換過程的應(yīng)用場景，例如使用客戶的Autosar BSW的PDU路由器，由于CAN幀數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)不能直接轉(zhuǎn)換所以完成轉(zhuǎn)換過程需要花費(fèi)較長時間。然而，使用這個庫就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換，從而縮短了轉(zhuǎn)換時間。瑞薩認(rèn)為這將有助于實(shí)現(xiàn)低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。

瑞薩不僅提供試驗板，而且還提供虛擬開發(fā)環(huán)境作為運(yùn)行SDK的環(huán)境。這意味著使用虛擬開發(fā)環(huán)境的話，無需試驗板就可以開始網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的開發(fā)。另外瑞薩還在考慮在虛擬開發(fā)環(huán)境中加入實(shí)際設(shè)備上沒有的調(diào)試功能，以幫助客戶解決問題。舉一個實(shí)際的應(yīng)用場景，如果數(shù)據(jù)沒有按預(yù)期傳輸?shù)侥康牡?，因為需要調(diào)查復(fù)雜的路由配置來確定原因，所以需要花費(fèi)較長時間來解決這個問題。在這種情況下，瑞薩認(rèn)為向客戶提供在實(shí)際設(shè)備上無法獲得的調(diào)試信息，將會更快速的查明原因。

關(guān)于虛擬開發(fā)環(huán)境的更多內(nèi)容，請點(diǎn)擊下方圖片跳轉(zhuǎn)到相關(guān)文章查看：

點(diǎn)擊文末閱讀原文即可進(jìn)入SDK下載頁面。SDK中還包括了參考代碼，以便下載后可以立即確認(rèn)R-Car S4和SDK的性能和功能。

總結(jié)

本篇文章主要介紹了在R-Car S4上運(yùn)行的軟件。瑞薩今后將繼續(xù)提供更好的軟件和開發(fā)環(huán)境，為實(shí)現(xiàn)便利和舒適的社會作出貢獻(xiàn)。

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