節(jié)能攻略，AUTOSAR PN局部網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)！

隨著整車功能的不斷演進(jìn)，車上各類用電設(shè)備（控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、感知設(shè)備等）的用電功耗越來越大，為了降低整車能耗，國內(nèi)外很多OEM及Tire1都在考慮相關(guān)的機(jī)制及方案，其中PN局部網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，以其簡單、靈活的特點(diǎn)獲得眾多落地應(yīng)用。

基于AUTOSAR方案的局部網(wǎng)絡(luò)管理機(jī)制，通常簡稱為AUTOSAR PN（Partial Network），局部網(wǎng)絡(luò)管理本質(zhì)上是要實(shí)現(xiàn)只讓需要支撐功能實(shí)現(xiàn)的控制器工作，其他控制器保持在低功耗狀態(tài)。AUTOSAR PN是通過NM報(bào)文（NMPDU）的方式來達(dá)到此目標(biāo)，NMPDU的典型格式如下表所示。

PN開發(fā)流程

當(dāng)前OEM的車型平臺大多為迭代開發(fā)，依托現(xiàn)有平臺增加PN通常是較快速的方案。所以相較于復(fù)雜、全面的AUTOSAR正向PN開發(fā)方法論，OEM更多采用逆向的開發(fā)方式。逆向的PN開發(fā)流程通過分析當(dāng)前現(xiàn)狀來完成PN的開發(fā)，選取整車改動較小的方案推進(jìn)，整體方案具備輕量化的優(yōu)勢，開發(fā)周期短，過程交互簡單。

本文重點(diǎn)介紹下逆向開發(fā)的關(guān)鍵步驟：

• 第一步：PN場景設(shè)計(jì)及梳理

結(jié)合整車的功能列表、用車人典型的用車場景及OEM考慮的其他場景，確定車型需開發(fā)的場景范圍，比如全部喚醒、防盜、遠(yuǎn)控、充電等。場景開發(fā)應(yīng)考慮場景觸發(fā)的頻率、給用車客戶帶來的收益以及OEM本身的收益。

• 第二步：PN開發(fā)基礎(chǔ)原則確定

結(jié)合當(dāng)前量產(chǎn)車型的EE架構(gòu)，確定一個(gè)基礎(chǔ)的PN開發(fā)規(guī)則，比如開發(fā)全局PN還是部分PN以及基礎(chǔ)的功能鏈路，形成本次開發(fā)的基礎(chǔ)原則文件，輸出到后續(xù)步驟。

• 第三步：PN場景功能鏈路梳理及分析

根據(jù)確定的功能場景及PN開發(fā)基礎(chǔ)原則及整車所有的子系統(tǒng)功能規(guī)范輸入，梳理場景觸發(fā)后的完整功能鏈路，這其中要切實(shí)考慮鏈路中涉及到的ECU、關(guān)鍵信號值的變化、功能執(zhí)行前提條件、存儲值/實(shí)時(shí)值需求、以太網(wǎng)接口調(diào)用需求、供電需求、網(wǎng)段需求等關(guān)鍵信息，通過細(xì)致的方案設(shè)計(jì)來避免場景上的鏈路缺失和場景間的關(guān)聯(lián)；另外還需要考慮休眠釋放條件，防止場景的休眠異常。

• 第四步：網(wǎng)絡(luò)線的所有工作

在功能線開發(fā)的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)線可同步開發(fā)相關(guān)的PN需求規(guī)范及休眠喚醒策略；在制定好PN場景后，可以開始NMPDU的制定、車型網(wǎng)絡(luò)相關(guān)方案的制定；PN的通信設(shè)計(jì)和診斷設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合PN開發(fā)的基礎(chǔ)原則及網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范開展，比如通信設(shè)計(jì)是否要考慮應(yīng)用報(bào)文與場景的關(guān)聯(lián)、診斷設(shè)計(jì)是否要考慮全工況下的DTC記錄等。

• 第五步：功能及網(wǎng)絡(luò)的測試驗(yàn)證

結(jié)合上述開發(fā)的輸入，開展測試工作以驗(yàn)證符合性。

以上的每個(gè)步驟都需要形成相關(guān)的輸入輸出來保證整個(gè)方案體系的一致性，如相關(guān)模板、PN開發(fā)基礎(chǔ)原則、場景功能鏈路方案、控制器PN方案、網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范、休眠喚醒條件、測試規(guī)范/用例、測試腳本等等。此外，控制器的實(shí)現(xiàn)如基于AUTOSAR CP協(xié)議棧，需要同步考慮功能需求與BSW的Mapping關(guān)系，保證功能需求的落地可行性。

下圖即為同一個(gè)網(wǎng)段下不同控制器的喚醒示意。當(dāng)某PN場景觸發(fā)后，控制器置位相關(guān)的PN信息，其他控制器根據(jù)置位的PN信息來決定是否與自身相關(guān)，如相關(guān)則喚醒以支撐功能實(shí)現(xiàn)，如不相關(guān)則維持在低功耗狀態(tài)。

注：本文集中在CAN總線的局部網(wǎng)絡(luò)管理。

• 硬件支持

實(shí)現(xiàn)PN的控制器應(yīng)結(jié)合實(shí)際方案決定是否需要在硬件層面支持報(bào)文過濾功能，常見的支持硬件過濾功能的CAN收發(fā)器為NXP TJA1145，其在硬件層面設(shè)計(jì)了符合ISO 11898-2中Selective Wake-up的特性，可過濾自身關(guān)心的報(bào)文。通過使用此類收發(fā)器，可以達(dá)成控制器的功耗控制，否則無法實(shí)現(xiàn)功耗上的按需控制。

• 軟件支持

PN功能的實(shí)現(xiàn)，使用AUTOSAR CP協(xié)議棧是非常方便的，與常規(guī)的NM相比，PN軟件模塊主要集中在BSW的ComM和CanNM中，ComM負(fù)責(zé)PNC狀態(tài)機(jī)的監(jiān)控及跳轉(zhuǎn)，CanNM配合ComM負(fù)責(zé)NMPDU和CAN通道的維持和釋放，基于AUTOSAR軟件配置工具可以快速切換為支持PN。如使用手寫代碼，鑒于PN狀態(tài)機(jī)的規(guī)則相對簡單易懂，也可以方便的實(shí)現(xiàn)此類功能。

經(jīng)緯恒潤依托自身豐富的技術(shù)積淀，結(jié)合架構(gòu)開發(fā)、總線開發(fā)、嵌入式開發(fā)等綜合經(jīng)驗(yàn)，對整車功能進(jìn)行分析與梳理，形成了一套邏輯嚴(yán)密、場景適應(yīng)性強(qiáng)的從場景-功能-控制器-自動化測試系統(tǒng)的綜合解決方案框架。該方案包含了對市場需求的深刻理解，已應(yīng)用于多家OEM的實(shí)際車型開發(fā)中。

基于此綜合解決方案，針對OEM不同車型的獨(dú)特性、現(xiàn)有功能配置及軟硬件實(shí)際情況，細(xì)心規(guī)劃并執(zhí)行定制化實(shí)施方案，贏得了合作伙伴的廣泛信賴與深度認(rèn)可。