一輛現(xiàn)代汽車(chē)擁有上百個(gè)電子控制單元，車(chē)載網(wǎng)關(guān)正是連接這些單元的“信息樞紐”，讓汽車(chē)真正成為一個(gè)統(tǒng)一的智能體。

隨著汽車(chē)電子化、智能化程度不斷提高，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜。來(lái)自動(dòng)力系統(tǒng)、底盤(pán)控制、車(chē)身電子、信息娛樂(lè)和駕駛輔助等不同功能域的數(shù)據(jù)需要通過(guò)不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸與交互。

車(chē)載網(wǎng)關(guān)作為整車(chē)電子電氣架構(gòu)的核心控制器，正是這些網(wǎng)絡(luò)之間安全可靠通信的橋梁。

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01 車(chē)載網(wǎng)關(guān)的不可替代性

在汽車(chē)電子架構(gòu)中，由于各種電子控制單元對(duì)網(wǎng)速要求的不同，往往會(huì)形成多個(gè)局域網(wǎng)。

這些局域網(wǎng)必須通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接在一起，才能形成整車(chē)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)關(guān)作為一種特殊功能的單片微處理器，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)局域網(wǎng)的信號(hào)進(jìn)行處理，以達(dá)到信息共享和避免協(xié)議沖突，實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸。

沒(méi)有網(wǎng)關(guān)，汽車(chē)中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)將成為信息孤島，整車(chē)協(xié)同工作將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

02 網(wǎng)關(guān)的核心功能

車(chē)載網(wǎng)關(guān)在車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中的首要作用是協(xié)議轉(zhuǎn)換，它能在不兼容的網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和控制信息，實(shí)現(xiàn)它們之間的通信。

網(wǎng)關(guān)還承擔(dān)著數(shù)據(jù)路由的任務(wù)，負(fù)責(zé)在到達(dá)目的地的路徑上路由數(shù)據(jù)。

網(wǎng)關(guān)的診斷功能同樣不可或缺，它負(fù)責(zé)外部診斷設(shè)備和ECUs之間的診斷消息路由。

現(xiàn)代車(chē)載網(wǎng)關(guān)還具備網(wǎng)絡(luò)安全功能，包括根據(jù)規(guī)則過(guò)濾入站和出站網(wǎng)絡(luò)流量，防止未經(jīng)授權(quán)的數(shù)據(jù)傳輸，以及監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)流量以發(fā)現(xiàn)可能表明入侵的異常。

03 面對(duì)的技術(shù)挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)在現(xiàn)代車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用面前暴露出明顯的技術(shù)短板。

帶寬處理能力不足是最突出的問(wèn)題，傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)通常只能處理低速CAN和高速CAN之間的數(shù)據(jù)交換，難以應(yīng)對(duì)車(chē)載以太網(wǎng)等高帶寬應(yīng)用場(chǎng)景。

協(xié)議支持有限也制約了傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用范圍。

現(xiàn)代車(chē)載網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)多協(xié)議并存的特點(diǎn)，包括CAN、LIN、FlexRay、車(chē)載以太網(wǎng)等多種通信協(xié)議。

在時(shí)間同步方面，傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)缺乏精確的全網(wǎng)時(shí)間同步機(jī)制，這對(duì)于需要多傳感器數(shù)據(jù)融合的自動(dòng)駕駛應(yīng)用來(lái)說(shuō)是致命的缺陷。

04 網(wǎng)關(guān)技術(shù)的演進(jìn)

新一代車(chē)載網(wǎng)關(guān)通過(guò)創(chuàng)新的技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，有效解決了傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的技術(shù)痛點(diǎn)。

高帶寬通信能力是現(xiàn)代網(wǎng)關(guān)的顯著特征，例如SV910車(chē)載網(wǎng)關(guān)的雙5G網(wǎng)絡(luò)配置為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)提供了超高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸能力，為V2X應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的通信基礎(chǔ)。

多協(xié)議支持也得到增強(qiáng)，現(xiàn)代網(wǎng)關(guān)不僅支持標(biāo)準(zhǔn)的CAN 2.0A/B協(xié)議以及CAN FD擴(kuò)展協(xié)議，還集成車(chē)載以太網(wǎng)接口，基于IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。

精確時(shí)間協(xié)議的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了整個(gè)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的納秒級(jí)時(shí)間同步精度，這對(duì)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的多傳感器數(shù)據(jù)融合、協(xié)同控制等應(yīng)用場(chǎng)景具有重要意義。

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隨著汽車(chē)電子架構(gòu)向域集中式和中央計(jì)算架構(gòu)演進(jìn)，具備高帶寬、多協(xié)議融合、V2X通信能力的車(chē)載網(wǎng)關(guān)將成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的核心組件。

未來(lái)的網(wǎng)關(guān)將整合邊緣計(jì)算能力，支持本地AI推理和數(shù)據(jù)的智能分析，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)向主動(dòng)數(shù)據(jù)處理的轉(zhuǎn)變。

網(wǎng)關(guān)進(jìn)化的每一步，都在讓汽車(chē)更加智能、安全和高效。

審核編輯 黃宇