工程師說 | 面向車載中央網(wǎng)關R-Car S4的軟件

Hirofumi Shigehisa

Sr Mgr, Software Engineering

概要

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

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)的分散性架構逐漸向域架構和區(qū)域架構轉變。因此，中央網(wǎng)關應運而生。中央網(wǎng)關可以控制云端的服務器和車輛之間的連接，以及車輛內部不同網(wǎng)絡域之間的連接。

車輛內部網(wǎng)絡中的通信協(xié)議，以前業(yè)界標準是使用經(jīng)ISO標準化的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)得到了廣泛的應用。因此需要中央網(wǎng)關來處理這些協(xié)議。

面向中央網(wǎng)關R-Car S4的軟件

下文將介紹R-Car S4上運行的軟件。瑞薩提供面向R-Car S4的軟件的SDK（軟件開發(fā)工具包）。該SDK將實現(xiàn)網(wǎng)關功能所需的軟件打包，其中包含了以太網(wǎng)驅動程序（Autosar MCAL/Linux BSP）、以太網(wǎng)交換機控制庫和CAN-以太網(wǎng)轉換庫等。客戶可以使用SDK輕松開始開發(fā)網(wǎng)關應用程序。下面將介紹一些具有代表性的面向網(wǎng)關的相關軟件。??

以太網(wǎng)交換機控制庫

以太網(wǎng)交換機控制庫提供的API可以輕松訪問豐富功能的以太網(wǎng)交換機HW IP。以前關于有效載荷中的數(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現(xiàn)的，現(xiàn)在可以轉變?yōu)镽-Car S4的控制庫通過使用以太網(wǎng)交換機HW IP來執(zhí)行。與CPU上的軟件處理相比，以太網(wǎng)交換機HW IP縮短了處理時間從而實現(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，可以實時的進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)轉換庫

CAN-以太網(wǎng)轉換庫完成了CAN幀數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)的相互轉換。舉一個這種轉換過程的應用場景，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)不能直接轉換所以完成轉換過程需要花費較長時間。然而，使用這個庫就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)直接轉換，從而縮短了轉換時間。瑞薩認為這將有助于實現(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)關應用的開發(fā)。另外瑞薩還在考慮在虛擬開發(fā)環(huán)境中加入實際設備上沒有的調試功能，以幫助客戶解決問題。舉一個實際的應用場景，如果數(shù)據(jù)沒有按預期傳輸?shù)侥康牡?，因為需要調查復雜的路由配置來確定原因，所以需要花費較長時間來解決這個問題。在這種情況下，瑞薩認為向客戶提供在實際設備上無法獲得的調試信息，將會更快速的查明原因。

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點擊文末閱讀原文即可進入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R-Car S4和SDK的性能和功能。

總結

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

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