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作者：德州儀器（TI） 汽車(chē)供應商和原始設備制造商正大力投資軟件研發(fā)工作，以期增加新的功能和特性，從而實(shí)現自主性、電氣化和連通性。但通過(guò)增加更多的電子控制單元（ECU）來(lái)實(shí)現這些功能是不可行的，因為這會(huì )加劇系統復雜性和成本增加。 有兩種方法可整合和簡(jiǎn)化車(chē)輛中的ECU：使用域體系結構或區域體系結構。域體系結構整合了支持汽車(chē)特定功能的ECU的子集，而區域體系結構則基于其在汽車(chē)中的位置（例如：右前區）整合ECU。盡管使用這兩種方法可以最小化系統復雜性并節約成本，但區域體系結構簡(jiǎn)化了處理過(guò)程，并有助于進(jìn)一步最小化車(chē)內布線(xiàn)。 圖1區域車(chē)輛體系結構說(shuō)明。 
圖1：將DRA821U用作汽車(chē)中的中央網(wǎng)關(guān)或區域網(wǎng)關(guān)的區域體系結構 為支持區域體系結構，應設有在特定位置內的ECU之間維護現有的控制器局域網(wǎng)（CAN）和本地互連網(wǎng)絡(luò )（LIN）通信的區域網(wǎng)關(guān)，同時(shí)還使用高帶寬千兆位以太網(wǎng)連接到中央網(wǎng)關(guān)和其他區域網(wǎng)關(guān)。 汽車(chē)行業(yè)已顯現出：網(wǎng)關(guān)系統支持和橋接多個(gè)接口至關(guān)重要。DRA821處理器賦予網(wǎng)關(guān)靈活的車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)功能，以管理車(chē)輛中爆炸式增長(cháng)的數據量。其具有包括傳統型CAN和LIN、高速PCI Express和支持時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò )（TSN）的以太網(wǎng)交換機在內的豐富多樣的網(wǎng)絡(luò )接口，以支持區域體系結構。 當利用區域體系結構的其他功能時(shí)，在整合非安全關(guān)鍵和安全關(guān)鍵的ECU時(shí)可能會(huì )遇到限制。供應商在增加功能的同時(shí)追求最大限度地降低復雜性，請務(wù)必牢記混合關(guān)鍵性（在一個(gè)芯片內支持安全關(guān)鍵和非安全關(guān)鍵操作的功能）。對于網(wǎng)關(guān)，混合關(guān)鍵性有助于維持區域之間的有效網(wǎng)絡(luò )（例如與制動(dòng)系統通信的ADAS高級駕駛輔助系統計算模塊），同時(shí)還增加了云連通性等功能。 TI通過(guò)在DRA821處理器上使用大量的防火墻來(lái)實(shí)現混合關(guān)鍵性，以免受干擾。該器件總共具有四個(gè)Arm Cortex-R5F微控制器（MCU）內核，可支持具備時(shí)效性的任務(wù)的運行，且可同步運行以支持安全性。防火墻將這些MCU內核以及CAN/LIN、片上存儲器和芯片其余部分的雙數據速率接口連接起來(lái)，可支持安全關(guān)鍵功能。無(wú)需使用單獨的應用處理器，您可利用與安全關(guān)鍵功能隔離的雙Cortex-A72內核來(lái)管理與云連接等功能，以創(chuàng )建新的業(yè)務(wù)模型和更好的用戶(hù)體驗，包括無(wú)線(xiàn)更新和預測性維護。利用DRA821的無(wú)干擾性能將關(guān)鍵功能和非關(guān)鍵功能分離開(kāi)來(lái)，鼓勵將創(chuàng )新功能集成到網(wǎng)關(guān)中，同時(shí)最大程度地降低了車(chē)輛網(wǎng)絡(luò )的復雜性。 在性能要求和功能不斷發(fā)展的同時(shí)，將總成本降至最低的目標仍然保持不變。除功能安全所需的安全MCU外，網(wǎng)關(guān)還需要外部以太網(wǎng)交換機來(lái)支持新型車(chē)輛體系結構。DRA821可集成安全MCU和外部以太網(wǎng)交換機，以節省系統成本，同時(shí)還支持基于區域的車(chē)輛體系結構，如“基于Jacinto DRA821處理器的汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)參考設計”所示。 憑借在汽車(chē)行業(yè)多年的經(jīng)驗，我們知曉在不同性能點(diǎn)上擴展客戶(hù)的軟件功能極其重要。重用軟件的能力使汽車(chē)供應商可以最大程度地減少軟件研發(fā)并縮短上市時(shí)間，而不必從零開(kāi)始使用另一種處理器。DRA821旨在為廣泛的中央、域或區域網(wǎng)關(guān)的車(chē)輛實(shí)現高級聯(lián)網(wǎng)。 通往更安全、更清潔、更互聯(lián)的汽車(chē)之路還仍有許多挑戰。供應商必須在不斷創(chuàng )新的同時(shí)管理不斷增長(cháng)的系統需求，同時(shí)還需意識到系統成本和復雜性。采用具有可擴展特性的產(chǎn)品和評估模塊以啟動(dòng)軟件開(kāi)發(fā)，DRA821這一片上系統可為功能豐富的車(chē)輛網(wǎng)關(guān)系統帶來(lái)高效的聯(lián)網(wǎng)和混合關(guān)鍵性。 |
