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想象一下，在不久的将来，你会开新车。新车是电动汽车，有更先进的驾驶员辅助系统（ADAS）有各种软件的功能，可以联网。

网络汽车允许人们根据需要下载各种应用和服务。想象一下把车借给孩子们。您可能想要安装汽车跟踪应用程序，远程设置速度限制，甚至距离限制。想开车上山滑雪一周吗？可以为ADAS系统安装安全软件包，可以更好地应对冰雪天气，也可以远程诊断轮胎，检查一切是否正常。或者安装多区域音频应用程序，在陡峭的山路上开车，听最喜欢的播客，孩子们能看动画片吗？

以太网骨干网可重新配置

当然，这些都是例子，但有些场景很快就会成为现实。所有这些场景都取决于未来汽车需要支持的具体功能：

? 未来汽车需要连接到云端

? 硬件组件支持所有新功能，可以升级到车辆设计中甚至没有想到的功能

? 车载网络连接汽车上所有的计算机、传感器和执行器，支持新应用程序生成的数据流量和通信模式

这些新要求侧重于基于以太网的车载网络主干网络，与当前的工作模式发生冲突，即所有数据流量在设计过程中都是静态决定的，系统在不了解未来应用需求的情况下

特别是使用以太网交换机IEEE音视频桥接（AVB）时间敏感网络（TSN）根据流量的重要性，对流量进行分类和优先排序。广义精确时间协议使用以太网交换机和网络处理器（gPTP）建立同步时钟，可以同步车辆中音视频流的播放，也可以通过ADAS ECU组合不同传感器(如摄像头、雷达和激光雷达)观察到的对象。

想了解更多关于汽车架构的知识吗？欢迎访问恩智浦汽车网页。

更改网络或TSN配置中的某些内容不再是单个实体的任务。相反，它需要更改几个与车辆网络相关的网络控制器、处理器和以太网交换机的配置。

1. 定义每个网络组件上需要更改的内容

2. 如何将新配置部署到通常来自不同供应商的网络设备中

要解决这个问题，需要一个抽象的模型来总结每个设备的功能，以及如何配置和更新它们。

例如，在经典平台上AUTOSAR该软件提供了所有网络设备的通用配置视图，但它只支持一组有限的网络功能，它是静态的，在部署到车辆后不支持动态配置更新。

而IEEE网络建模和配置定义了几个标准。IEEE 802.1Qcc(见图1)提供抽象模型，包括:

? 集中用户配置（CUC）模块

- 捕获所有应用程序要求

- 集中网络配置（CNC）

? 集中网络配置（CNC）模块

- 了解网络实际硬件的所有具体功能

- 可为网桥、监听器、通话器等各种网络设备计算新的网络配置

? 一种名为YANG通用抽象数据建模语言(图2)

- 可以捕获和建模网络命令，然后每个目标设备都可以分析这些命令

该软件定义网络（SDN）该模型可以使用软件来引导网络上的流量，以解决以前网络架构的局限性。SDN传统的基于软件的网络，而不是基于硬件的网络。它可以更灵活地控制网络，改变配置，分配资源，提高网络容量。

图1：符合IEEE 802.1Qcc的SDN架构

图2：描述网络配置YANG模型示例

下载YANG模型

当然，IEEE这就是标准。他们有。MPS代理身体解释了需要发生什么，但没有解释如何发生。有几种工具可以实现IEEE标准。图3显示了可能性。YANG一些模型部署到实际网络的工具。

支持这些工具：

? 网络设备查询网络的功能和状态，生成新的服务请求或更新现有服务

? CNC模块查询任何联网设备的状态，生成配置信息并将其传输到任何联网设备

以太网帧中每个工具的编码YANG数据传输模式(如二进制或明文)（TCP或UDP、安全或非安全等。)以及网络主机所需的资源类型(如POSIX、AUTOSAR或RTOS）各方面各不相同。

图3：能够实现SDN工具示例的过程

恩智浦的作用

最后一步是将基于抽象模型的此类配置信息转换为与实现网络设备特定硬件匹配的具体配置定义。

这需要与芯片紧密耦合的软件包YANG将模型中提到的抽象配置编译成具体设备的寄存器设置。

恩智浦正在为产品组合中的几个设备开发这样的驱动程序，包括SJA1110 10 10 10端口TSN以太网交换机和S32G车联网处理器。

哪种序列化方法和协议取决于将在其上运行的目标设备的功能。CPU子系统较小(如SJA在1110)资源有限的设备中，首选内存占用小、计算能力要求低的工具。我们的第一个实现证明，从图3中选择合适的工具是可行的。

恩智浦坚信，软件定义网络将成为汽车网络的现实，相应的解决方案需要基于标准。

结语

未来汽车软件的爆炸性增长和重要性将需要新的硬件，可以动态重新配置，以适应未来的汽车功能。这将影响汽车中安装的几个电子控制单元（ECU）计算单元和车载网络。

更新由不同的制造商制造ECU由芯片组成的分布式系统需要标准化的抽象和一套能够满足这一需求的工具。

恩智浦致力于为关键网络产品开发必要的软件(如S32G处理器和SJA1110以太网交换机)实施所需SDN步骤。

如需了解更多信息，请访问nxp.com/SJA1110和nxp.com/vehiclenetworking。

Nicola Concer

恩智浦半导体汽车RT控制器产品经理

Nicola Concer是恩智浦汽车RT控制器产品经理专注于电气化和区域化EE在此之前，他担任恩智浦以太网交换机产品经理七年。Nicola博洛尼亚大学拥有博洛尼亚大学计算机科学博士学位，与意大利半导体和纽约哥伦比亚大学合作。