重型車車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

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重型車車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

基于SAE 1939 J動(dòng)力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用測(cè)試證明，以太網(wǎng)可以很好地取代CAN總線應(yīng)用于車載網(wǎng)絡(luò)。通過使用以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)從一個(gè)終端傳輸?shù)紼CU；通過使用嵌入式設(shè)備，將CAN幀信號(hào)壓縮成報(bào)文（UDP）協(xié)議，猶如兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的網(wǎng)關(guān)通道。使用以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)的性能并沒有明顯的下降。沒有改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在沒有對(duì)特定的TCP/IP協(xié)議改進(jìn)的情況下，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載達(dá)到90%之前，多種網(wǎng)絡(luò)通信可以共存，這一點(diǎn)已得到證實(shí)。針對(duì)今后越來越多的應(yīng)用需求，以太網(wǎng)可能無法滿足SAE J 1939架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

為滿足重型機(jī)器的功能需求和SAE J 1939標(biāo)準(zhǔn)，需要更強(qiáng)大的通信系統(tǒng)和真正的分布式實(shí)時(shí)控制。為此，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)做進(jìn)一步的分析，尤其在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與網(wǎng)關(guān)的增強(qiáng)和細(xì)化方面，擴(kuò)展TCP和UDP協(xié)議支持的功能。由于SAE J 1939地址范圍和子網(wǎng)絡(luò)IP具有一定的相似性，需要對(duì)指向地址進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。一種類似于DHCP協(xié)議的方法比較適用，其能夠提供先進(jìn)的尋址功能。此外，還可以應(yīng)用UDP和TCP / IP特性提高網(wǎng)絡(luò)帶寬分配管理和信息優(yōu)先級(jí)管理。因?yàn)門CP不存在每個(gè)消息協(xié)議8個(gè)字節(jié)的最大負(fù)載限制，所以可以將多個(gè)PDU數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)移到一個(gè)單獨(dú)的信息包中。具有優(yōu)先權(quán)的UDP協(xié)議可以用于安全相關(guān)消息和TCP協(xié)議，從而轉(zhuǎn)移更大的數(shù)據(jù)量。采用TCP協(xié)議，可以通過帶寬來限制大數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到避免網(wǎng)絡(luò)飽和的作用。為滿足未來的功能要求，需要更多的執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。未來機(jī)器動(dòng)力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)該具有更多的執(zhí)行協(xié)議、更好的魯棒性和HOC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

重型車車載電子產(chǎn)品的數(shù)量日益增加并且越來越復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)車載電子控制單元（ECU）非常重要。車輛與機(jī)器之間的連接控制和任務(wù)控制需要更有實(shí)時(shí)性。集成控制系統(tǒng)需要更多的執(zhí)行分布式控制網(wǎng)絡(luò)，便于更好地管理電機(jī)轉(zhuǎn)矩和功率，同時(shí)更好地優(yōu)化燃料消耗。更加復(fù)雜的分布式控制系統(tǒng)的執(zhí)行器和傳感器，需要一個(gè)更加高效、快速和安全的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

Massimiliano Ruggeri et al. SAE 2012-01-1988.

編譯：羅家慶