無(wú)論汽車電子架構(gòu)如何變化，其核心都是網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)分中央網(wǎng)關(guān)和局域普通網(wǎng)關(guān)兩種，中央網(wǎng)關(guān)與T-Box和診斷總線相連，普通網(wǎng)關(guān)則針對(duì)每個(gè)功能域。在兩個(gè)高層協(xié)議不同或兩個(gè)不同網(wǎng)段之間通信，都需要網(wǎng)關(guān)加入。網(wǎng)關(guān)是一個(gè)典型的Layer3層設(shè)備。通常一個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)網(wǎng)段。網(wǎng)段不相同，即使在一個(gè)廣播域，也需要網(wǎng)關(guān)加入。如果只是不同以太網(wǎng)段之間的通信，那么網(wǎng)關(guān)基本上就是一個(gè)路由。

網(wǎng)關(guān)的主要職責(zé)包括：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)路由，診斷路由，防火墻，信息鏡像，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量并探測(cè)指令，網(wǎng)絡(luò)管理，密鑰管理，OTA管理。還有就是服務(wù)導(dǎo)向型SOA架構(gòu)或者說(shuō)軟件定義汽車型架構(gòu)離不開自適應(yīng)Autosar中間件，網(wǎng)關(guān)部分自然需要考慮，因此需要留夠足夠的算力余量。早期的網(wǎng)關(guān)處理器就是一個(gè)MCU，但考慮SOA的話，至少要加上4個(gè)Cortex的A53或兩個(gè)A72。衡量網(wǎng)關(guān)性能的主要指標(biāo)就是數(shù)據(jù)延遲程度。

現(xiàn)階段汽車電子架構(gòu)的中央網(wǎng)關(guān)

未來(lái)SOA架構(gòu)（即Zonal）的汽車網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)連接傳感器或信息輸入設(shè)備，將信號(hào)送到超級(jí)運(yùn)算核心處理也就是大眾MEB平臺(tái)所說(shuō)的ICAS，處理得到的執(zhí)行命令送給執(zhí)行器或顯示器。這種設(shè)計(jì)看似沒有中央網(wǎng)關(guān)，實(shí)際上與T-Box相連的Cockpit超算核心里有一個(gè)中央網(wǎng)關(guān)。

現(xiàn)階段典型網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)框架圖。

上圖為NXP最新的網(wǎng)關(guān)處理器S32G274A的中央網(wǎng)關(guān)開發(fā)板電路框架圖。NXP幾乎壟斷中央網(wǎng)關(guān)市場(chǎng)，這個(gè)圖也就是未來(lái)5年內(nèi)主流中央網(wǎng)關(guān)的電路框架圖。

上表為S32G274網(wǎng)關(guān)主要集成電路一覽

SOA網(wǎng)關(guān)的軟件架構(gòu)

除了中央網(wǎng)關(guān)，分域網(wǎng)關(guān)或者不考慮SOA架構(gòu)的中央網(wǎng)關(guān)（畢竟自適應(yīng)Autosar還是有點(diǎn)遙遠(yuǎn)）的中央網(wǎng)關(guān)通常只需考慮路由和協(xié)議轉(zhuǎn)換。這樣一般的MCU也可以勝任主處理器，無(wú)需Cortex-A53/A72這樣相對(duì)較高算力的內(nèi)核。自然也不需要DDR和Flash，只需要EMMC。 英飛凌為拖車型房車設(shè)計(jì)了一個(gè)分域網(wǎng)關(guān)。

外國(guó)人是比較喜歡這樣的拖車型房車，中國(guó)人則喜歡炒房子，這東西相當(dāng)罕見。

上圖為英飛凌拖車網(wǎng)關(guān)的框架圖，以太交換機(jī)是臺(tái)灣瑞昱的RTL9047。

上圖是英飛凌設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān)，使用了Marvell的88Q5050以太交換機(jī)。

對(duì)于未來(lái)的ADAS域運(yùn)算單元，即使不考慮L4也很有可能采用PCIe交換連接多個(gè)運(yùn)算單元的設(shè)計(jì)，尤其是將來(lái)的SOA架構(gòu)，PCIe交換是毫無(wú)疑問(wèn)要出現(xiàn)的。當(dāng)然，以太網(wǎng)交換機(jī)也是不可避免要使用的。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，德州儀器特別推出了一個(gè)針對(duì)ADAS域的網(wǎng)關(guān)處理器，其最大特點(diǎn)是內(nèi)部包含了以太網(wǎng)交換和PCIe交換，堪稱ADAS域最佳網(wǎng)關(guān)處理器，這就是DRA829V。

上圖為DRA829V的內(nèi)部框架圖，當(dāng)然考慮到成本，不可能把物理層塞進(jìn)去了，不過(guò)有8口，也有一定余量，PCIe則有4個(gè)，也有余量。德州儀器是考慮未來(lái)10年的電子架構(gòu)。

上圖是DRA829V的開發(fā)板，相對(duì)NXP和英飛凌的，清爽很多。LPDDR4是美光的，4GB容量，NOR Flash可能也是美光的，64MB。HyperFlash是Spansion的，64MB的Flash+32MB的RAM。以太網(wǎng)PHY有兩個(gè)，德州儀器的10/100/1000M的DP83867（兼容TSN，超低延遲），Microsemi的VSC8514，也是10/100/1000M。 芯片從設(shè)計(jì)到用到量產(chǎn)車上，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4-5年，且至少要保持至少5-8年的生命周期，也就是說(shuō)芯片設(shè)計(jì)者要考慮到10年后的市場(chǎng)需求，反過(guò)來(lái)也可以說(shuō)芯片定義了未來(lái)10年的技術(shù)路線，從這個(gè)意義上來(lái)講，真正決定汽車電子架構(gòu)的上游芯片廠家，沒有這些廠家支持，軟件定義汽車是空談。 做人工智能的很多，但做界面和混合IC等半導(dǎo)體廠家屈指可數(shù)，這些廠家才是真正的行業(yè)引領(lǐng)者。

原文標(biāo)題：軟件定義汽車架構(gòu)的核心：網(wǎng)關(guān)

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