CANFD和车载以太网在智能网络连接车辆中的应用

CANFD和车载以太网在智能网络连接车中的应用

如图1所示，智能网络连接车是车辆联网、智能交通和智能车辆的交汇点。它可以实现车辆与x(车辆、人、道路、后台)之间的信息交互，具有智能决策的能力。

图1智能互联网连接车的定义

如图2所示，传统的汽车网络架构主要由CAN总线组成，汽车中的分布式电子控制单元ECU根据功能分为动力总成、车身控制和辅助驾驶等总线区域。窗户、灯、天窗等。通过LIN总线连接到CAN网络。这也得益于高实时性、长传输距离和强抗电磁干扰能力的CAN总线通信。

图2传统汽车网络架构

在新一代智能网络连接车的浪潮下，随着车载电子控制单元的日益增多以及处理器计算能力和硬件的高速发展，网络连接电子控制单元需要更多的带宽，远远超过了传统车载网络如CAN的容量限制。

因此，明显的趋势是过渡到CAN FD，它提供64字节的数据吞吐量和高达5兆位/秒的传输速率。此外，汽车以太网技术似乎已经成为这一浪潮的宠儿。由于高带宽、低延迟和低成本的特点，车载以太网将取代CAN总线成为新一代车载架构的首选网络架构。

如图3所示，核心域控制器(动力系、车身、娱乐、ADAS)与作为骨干网络的车辆以太网连接在一起。每个域控制器提供强大的网关功能，同时实现特殊的控制功能。从图3中可以发现，在每个域控制器下，每个组件之间的通信基本上是通过CANFD实现的，这类似于传统的车载网络架构(除了在娱乐子网中，娱乐域控制器及其子组件之间的通信将通过以太网实现)。此外，当一个域需要与其他域交换信息时，需要通过网关和以太网路由来实现。这种基于域控制器的体系结构改变了传统车辆网络中从电子控制单元到电子控制单元的点对点通信模式。

图3新一代智能汽车网络架构

新一代智能联网车辆涵盖了车载以太网、CANFD和LIN总线。因此，我们需要不同的测试方法来完成车辆和车载网络的设计、验证、调试、调查和维护。如果能通过以太网在PC机端或服务器端采集汽车的CANFD网络和车载以太网的数据，将大大缩短汽车整体结构的测试周期，提高工程师的研发和测试效率，捕捉底层数据，并对整个汽车的故障进行调查。

中国第一批车载以太网综合通信系统

随着对工业以太网和车载以太网应用需求的不断增长，广州致远电子有限公司推出了中国第一台高性能工业以太网和工业以太网数据转换设备——CANFDNET系列。它可用于复杂场合，如电池状态测试和无人驾驶CANFD总线数据监控。它可以帮助工程师快速获取CANFD和车载以太网数据，并完成复杂网络的测试。

如图4所示，CANFDNET系列产品集成了一个高速600兆赫兹主频率32位处理器，内部集成了2或4个2.5千伏直流隔离耐压控制器局域网接口、1个10兆/100兆自适应以太网接口和1个100兆板上双线以太网接口，满足开放联盟宽带接入规范。支持多种工作模式：TCP服务器、TCP客户端、UDP。相关参数可通过组态软件灵活配置。

图4 CANFDNET系列产品

CANFDNET产品易于使用和操作，一系列参数配置只能使用ZCANPRO软件中的“网络设备配置工具”来完成。此外，CANFDNET通信协议是开放的，是

CANFDNET系列产品支持国际标准化组织/博世公司的标准，与CAN2.0A/B模式收发器兼容，数据域的波特率可配置为最高5Mbps，数据长度可配置为最高64字节，可提供比CAN2.0A/B高40倍的数据负载，为汽车电子、轨道交通和医疗电子场合提供更快的控制和数据通道。

3、交通负荷监控，保障公交安全

如图6所示，CANFDNET系列产品支持总线利用率报告。用户可以在组态软件中启用总线利用率报告周期，并可以实时掌握总线负载信息，防止异常入侵。

图6流量负载监控

4.毫秒定时传输，满足高精度测试要求

如图7所示，该设备可以配置为毫秒级消息定时传输，用户可以在底层自由发送100帧，定时准确，完全可以满足汽车电子的测试要求。

图7毫秒定时传输

5.黑白列表模式提高数据安全性

如图8所示，配置工具支持有效的信道过滤。用户可以根据需要的信息灵活设置黑白名单，实现数据的高效利用。

图8黑白列表过滤

6、定制分幅，有效减轻负荷

如图9所示，CANFDNET系列产品支持CAN FD接口的数据帧设置，用户可以完成各种分包要求，有效降低网络负载。

图9定制框架

7.灵活调整板载缓存以满足不同的应用环境

如图10所示，用户可以通过配置工具灵活配置CANFDNET系列产品发送消息缓冲区，并根据需要自由调整CANFDNET通道和大容量缓冲区的实时性能之间的平衡。