基于AUTOSAR车载以太网通信的实现.pdf

ADAS ( advanced driver assistant system) 技术、高品质车 载 娱 乐 以 及 OAT ( over the air technology) 远程升级等越来越复杂的功能使得 ECU( electronic control unit) 的网络带宽需求呈现爆发式 增长，提出了对车载以太网通信的需求。基于 AUTOSAＲ( automotive open systems architecture) 标准的背 景及其软件架构分析，以 Vector 公司的 AUTOSAＲ 软件配置工具开发了符合 AUTOSAＲ 标准的车载以 太网通信软件，在英飞凌 AUＲIX/TC297 开发板上运行，以验证基于 AUTOSAＲ 软件架构实现车载以太 网的可行性。 ### 基于AUTOSAR车载以太网通信的实现 #### 一、背景与意义 随着汽车行业的快速发展，特别是高级驾驶辅助系统（ADAS）、高品质车载娱乐系统以及OTA（Over-the-Air）远程升级技术的广泛应用，车辆内部电子控制单元（ECU）的数据传输量急剧增加。这些新技术的应用对车载网络的带宽提出了更高的要求，传统的车载网络如CAN（Controller Area Network）、LIN（Local Interconnect Network）等已经难以满足日益增长的数据传输需求。在此背景下，车载以太网作为一种高带宽、低成本的通信解决方案，成为了未来汽车网络架构的重要组成部分。 #### 二、AUTOSAR标准概述 AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）是一种面向汽车行业的开放式标准，旨在简化汽车电子系统的软件开发过程，并提高其可移植性和可重用性。AUTOSAR通过定义一套标准化的软件架构和接口规范，实现了软件与硬件的解耦，降低了软件开发的成本并提高了效率。 #### 三、车载以太网通信的需求分析 1. **ADAS技术**: ADAS系统的实现通常涉及到大量的传感器数据处理和实时通信，需要高带宽的网络支持。 2. **高品质车载娱乐系统**: 高清视频流传输、多通道音频播放等功能对网络带宽有较高要求。 3. **OTA远程升级**: 软件更新和故障诊断等服务需要稳定且高速的网络连接。 #### 四、基于AUTOSAR标准的车载以太网通信软件设计 为了满足上述需求，本文提出了一种基于AUTOSAR标准的车载以太网通信软件设计方案。该方案利用Vector公司的AUTOSAR软件配置工具DaVinci进行软件开发，确保软件符合AUTOSAR标准。具体步骤如下： 1. **需求分析**: 根据ADAS技术、高品质车载娱乐系统及OTA远程升级等需求，明确车载以太网通信软件的基本功能。 2. **软件架构设计**: 基于AUTOSAR分层架构原则，设计车载以太网通信软件架构，包括应用层、运行环境层和服务层等。 3. **模块开发**: 利用DaVinci工具完成各个模块的配置和编程工作。 4. **集成测试**: 在英飞凌AURIX/TC297开发板上进行集成测试，验证软件的正确性和性能。 #### 五、关键技术点 1. **AUTOSAR分层架构**: 通过定义不同层次的标准接口，实现软件组件之间的解耦，便于模块化开发。 2. **车载以太网协议栈**: 包括物理层、数据链路层和网络层等，确保数据的可靠传输。 3. **实时性保障**: 优化数据处理流程，确保关键数据能够在限定时间内被正确传输。 4. **安全性考量**: 引入安全机制，保护车载网络不受外部攻击。 5. **兼容性和可扩展性**: 设计时考虑与其他ECU的兼容性，以及未来可能添加的新功能。 #### 六、实验验证 1. **硬件平台**: 使用英飞凌AURIX/TC297作为开发板，该平台具备强大的处理能力，能够满足车载以太网通信的需求。 2. **软件配置工具**: 采用Vector公司的DaVinci工具进行软件配置和开发。 3. **测试内容**: 主要测试车载以太网通信软件的稳定性、实时性以及与ADAS系统、车载娱乐系统及OTA系统的集成效果。 #### 七、结论 本文通过对基于AUTOSAR标准的车载以太网通信软件的设计与实现进行了详细介绍，证明了该方案能够有效满足当前及未来汽车电子系统对于高带宽通信的需求。此外，基于AUTOSAR标准的开发方法不仅提高了软件的可移植性和可重用性，还大大缩短了软件开发周期，具有重要的理论价值和实际应用前景。 随着ADAS技术、高品质车载娱乐系统及OTA远程升级等新技术的发展，车载以太网通信的需求日益凸显。基于AUTOSAR标准的车载以太网通信方案为解决这一问题提供了有效的途径，未来有望在更多车型中得到推广应用。