网络节点攀升 对车载总线网络提出三大需求

【导读】汽车电子是近年来的热门市场，持续引领诸多电子元件的需求，大量的电子控制装置(ECU)因人们对于汽车的舒适、安全、节能、信息娱乐等方面需求而应用于汽车上。车载网络诞生将近20年，CAN网络作为最初的黄金标准，后来随着汽车电子复杂度的增加以及为满足汽车不同职能的需求，LIN、FlexRay、MOST以及以太网等技术逐渐被引入，为汽车在安全和舒适方面带来了巨大的飞跃和超凡体验。多年前很多高端车遥不可及的

摘要：  汽车电子是近年来的热门市场，持续引领诸多电子元件的需求，大量的电子控制装置(ECU)因人们对于汽车的舒适、安全、节能、信息娱乐等方面需求而应用于汽车上。车载网络诞生将近20年，CAN网络作为最初的黄金标准，后来随着汽车电子复杂度的增加以及为满足汽车不同职能的需求，LIN、FlexRay、MOST以及以太网等技术逐渐被引入，为汽车在安全和舒适方面带来了巨大的飞跃和超凡体验。多年前很多高端车遥不可及的选配安全或舒适功能，现在已经成为了家用车的标配。

关键字：  汽车电子，  车载网络，  电子元件

11月27日，汽车电子是近年来的热门市场，持续引领诸多电子元件的需求，大量的电子控制装置(ECU)因人们对于汽车的舒适、安全、节能、信息娱乐等方面需求而应用于汽车上。车载网络诞生将近20年，CAN网络作为最初的黄金标准，后来随着汽车电子复杂度的增加以及为满足汽车不同职能的需求，LIN、FlexRay、MOST以及以太网等技术逐渐被引入，为汽车在安全和舒适方面带来了巨大的飞跃和超凡体验。多年前很多高端车遥不可及的选配安全或舒适功能，现在已经成为了家用车的标配。

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目前，全球每辆车平均CAN，LIN，FlexRay总线节点从2006年少于10个，到现在已超过20个，预计到2016年，全球汽车车载网络节点的总数可能将达30亿个。

网络节点攀升，对车载总线网络提出三大需求

随着网络节点的增加，车载网络必须实现更高的性能、更高的带宽、更高的效率以及更强的可扩展性。这些新趋势也将带动汽车产业向更加环保和智能的方向发展，恩智浦半导体(NXP)认为在未来的10年中，决定汽车产业格局的趋势是节能减排和移动互联。这些领域对车载网络的带宽，安全性，能效，耐压，可靠性，抗干扰性，可预测性，可扩展性，自适应性，平台设计都提出了新的需求。

汽车电子的高速发展对车载网络提出了更多需求，恩智浦半导体汽车电子事业部业务发展总监李晓鹤认为这些要求主要体现在三方面：性能路线、标准化路线和优化路线。

性能路线：更高的带宽(CAN FD， FlexRay，以太网)、更强的EMC/ESD性能(可参阅德国5车厂的联合标准)、更低的功耗、更好地在大规模不规则网络中可靠通讯、在新能源车中的高压隔离通讯、在节能传统车中的主动能量管理以及在车联网中的网络安全加密和验证等等。

标准化路线：网络通讯发展的前提是标准化。标准化不仅是针对网络标准本身，同时也包括统一的研发、验证标准以保证网络在汽车平台化设计中的可靠，可扩展，可预测和低成本。比如前面提到的德国5车厂(包括法国车厂也在参考)的网络收发器联合验证规范， 又比如NXP与德国、法国、中国车厂合作进行的网络拓扑规划和仿真等。从1994年推出业界第一款高速CAN，恩智浦一直密切参与新总线标准的制订和推广，恩智浦同样也是FlexRay， LIN及车载以太网标准组织的主要成员。

优化路线：现有的功能模块有很多通过网络进行性能优化的需求，例如局域网络总线(Partial Networking)为电池车和新能源汽车提供更高级的能量控制，使网络成为整车能量管理的一部分，系统基础芯片(System Basis Chip)将网络，供电控制，高压输入输出和安全诊断集成一体，基于HVSON微型无管脚封装的CAN，LIN总线产品使微型传感器，微型摄像头成为可能。

另外，车载网络连接的是汽车中枢系统与各个子系统之间的通信和信息交换，车载网络的安全高效离不开强大的系统软硬件支撑，而且相对而言，子系统越少，为车载网络带来的压力越小，出错率就越低。从车载软硬件系统上优化也可大幅提升车载网络的效率。

美国移动软件管理(MSM)供应商Redbend公司认为将来车载硬件和软件架构的一个显著发展趋势是ECU的统一，即将多个ECU与处理器集成到一个处理器中。该公司市场总监Yoram Berholtz解释到：“从硬件上将ECU单元统一，在软件上采用虚拟化技术能实现在同一硬件平台上运行多个操作系统(如RTOS， AUTOSAR， QNX等)，因为虚拟化技术能使多个操作系统之间相互隔离，从而使潜在的威胁隔离于高端OS之外，从而达到提升车载网络和系统安全性和可靠性的目的。”

Redbend的虚拟化技术可以对在同一硬件上平行运行不同软件栈的多台虚拟机(VMs)进行管理。每个域(例如虚拟机、高级操作系统和应用程序)均可在安全和容错模式下(一个操作系统内发生的故障不会影响其他系统)运行完全不同的软件栈，无论是对最小的实时操作系统RTOS还是功能丰富的高级操作系统HLOS。

这种将系统彼此隔离的方式为满足车载信息娱乐系统的不同需求、处理互联汽车复杂的软件环境提供了新的解决方案。