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解析全新一代电子电气架构设计得重要性

2017-02-26 00:12
棒棒书香
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专家在与《汽车工程》交流时表示,未来,CAN总线将继续留在电子电气架构的子网中。不过,与CAN总线相比,正在快速发展的以太网可以提供比前者高1000倍的带宽。采埃孚(ZF TRW)全球设计总监Andy Whydell表示,以太网也被称为IEEE 802.3协议,“这种技术的稳定表现已经得到充分验证,几乎每个家庭、每部电脑都在使用以太网。正因如此,以太网开始更多在汽车主动安全等对速度与容量有较高要求的应用中发挥作用。”

Whydell认为,未来,以太网将主要成为一种辅助技术,“与CAN总线并行工作。”他解释说,“如果你对带宽要求不高,那就没必要升级到以太网络,因为CAN总线的成本要更低一些。此外,如果配合CAN总线使用,以太网总线就不会被一些优先级不高的指令阻塞,比如简单调整一下座椅等。这样一来,我们就可以让以太网单纯负责一些更关键的安全系统,然后将一些与驾乘舒适度有关的功能交给CAN总线处理。”

与许多专家一样,Whydell也很看好以太网的发展。但他指出,除了以太网之外,还有一种FlexRay协议的速度也比CAN总线快,但成本也更高。

车辆对系统数据吞吐量的更高要求,是推动下一代电子电气架构研发的主要动力之一。

大处理与集中控制

目前,汽车厂商一般会采用分布式汽车架构。通用(GM)车辆系统工程执行总监Matt Schroeder解释说,在这种架构下,大量ECU单元会相互协同工作,共同为驾驶员能提供各种功能。但这种架构已经快要“到达极限”了。

Schroeder指出,通用汽车公司正在开发一个新的Global-B架构,预计将于2019年完成。目前,公司“希望可以从更多角度入手,让更多高级功能在这种分布式架构下相互协同工作,保护消费者免受网络攻击。”

Schroeder表示,未来,域控制器仍将是所有汽车架构的基石,这点不会改变。他指出,分布式架构“随着车辆安全功能的增加,只会变得越来越复杂,但基本性质并不会改变很大,然而客户端的需求则已经有了大幅提升。”

自动驾驶系统设计师希望可以利用1GB的实时以太网提供每秒1GB,甚至更高的处理速度。Schroeder表示:“从功能方面来说,这就像是把功能强大的大型计算机改成适用汽车的规格,而后再安装到汽车上。”

在2016年的SAE全球汽车电子大会上,在“云”宽带数据通信的协助下,利用强劲的中央处理器满足新的数据处理需求,一直是工程师们探讨的热门话题。德尔福(Delphi)首席技术官Jeff Owens称,这种趋势“既是一种进化,也是一种革命。”从进化方面来说,架构的进化主要是因为特定领域内一些应用程序对数据提出了更高要求。比如,基于现有架构的混动车型可能就需要更多。

从革命方面来说,架构的革命主要体现在利用Owens所说的“über brain”多域控制器,重新思考整个架构的设计。他表示,über brain可以承担多个ECU单元的工作,从而降低系统的复杂度、成本与质量。目前,德尔福、采埃孚、博世等供应商的量产产品中均有此类硬件设备。

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