发布时间:2025-09-10 03:00:43 | 寻车网
虹科 | 汽车以太网冗余(IEEE802.1CB)实际用例
在汽车以太网架构中,冗余是提高系统可靠性和安全性的重要手段。IEEE 802.1 CB作为无缝冗余TSN(时间敏感网络)标准,支持丢帧的零恢复时间,为汽车以太网架构的冗余设计提供了有力支持。以下是一个基于恩智浦RTaW-Pegase软件设计的汽车以太网架构冗余应用案例。
一、Zonal网络架构
该案例采用了Zonal网络架构,这种架构很方便实现冗余,尤其是在以太网主干结构部分。IEEE 802.1 CB标准在此架构中得到了充分应用,确保了网络的高可靠性和低恢复时间。
二、冗余网络配置
4个具有CB交换机,不具有CB功能的Talker和Listener
优点 :
可以使用现有的终端节点。
主干网络的硬错误(如棕色线所示)或软错误(如CRC错误帧)受到保护。
S-B或S-Y的故障受到保护。
缺点 :
主干带宽是冗余流的两倍+,其中“+”是由于添加的6字节R-Tag和可能的4字节S-Tag。
从Talker到Listener的连接不受保护。
S-A, T-1, S-Z和L-1的故障不受保护。
6个CB交换机,非CB Talker和Listener
优缺点与上一种方式相似,唯一的不同是主干增加了S-C和S-D,通过建模观察在受保护的主干结构上增加连接数的软错误影响。
非CB交换机,CB双宿主Talker和Listener
优点 :
可用现有的交换机。
整条路径上的硬错误和软错误受到保护。
任何单个交换机的故障受到保护。
蓝色(线或交换机)路径上所有故障都受到保护。
棕色路径上所有故障都受到保护。
主干带宽是冗余流的网络#1的一半。
缺点 :
需要(具备双以太网端口的)双宿主终端节点。
终端节点复制帧并消除复制。
T-1和L-1的故障不受保护。
非CB交换机,CB单宿主Talker和Listener
优点 :
可以使用现有的交换机和终端节点新软件。
主干线上的硬错误和软错误受到保护。
从Talker到Listener连接上的软错误受到保护(由于双传输,短期内受到保护)。
缺点 :
端到端带宽是冗余流的两倍+。
终端节点复制帧并消除复制。
S-A, T-1, S-Z和L-1的故障不受保护。
混合类型交换机,混合类型的Talker和Listener
与上一种方式的优缺点非常相似,唯一的不同在于S-Z移除复制帧,这意味着S-Z到L-1的连接不再受保护,但可以使用现有的无任何软件变更的ECU。
三、Soft Error Rate建模
用于软错误的错误率模型
软错误只限于因为CRC错误导致的丢帧。
假设所有连接上的误码率(BER)相同且随着时间改变保持恒定。
CRC错误彼此独立,即没有错误“脉冲”。
100BASE-T1指定误码率BER≤10-10,PHY在实际中更出色,因此测试采用10-12的误码率率。
帧复制解决方案:需求&单点故障
执行帧复制—数据包损失率
Listener没有接收到任何副本时,数据包丢失。
该数据在不考虑连接速度的情况下假定误码率同样为10-12。
执行帧复制—2个数据包损失的平均时长
假设传输时间为1ms,帧大小为最小值(例如执行器信息)。
标明的时间用来表示具备上述低连接利用率的一个流。
四、Hard error&成本
成本因素—组件
创建冗余主干结构 : 寻车网
从菊链式网络中创建环形网:成本等于在网络中的1个额外连接。
添加无缝冗余:关键数据路径桥中的802.1CB支持,关键流的主干带宽加倍,成本根据CB要求所需而变化。
第一个和最后一个链路的冗余 :
使用双宿主终端节点:保持主干带宽和负载不变,成本为每个关键终端节点的1个额外连接,有更多CPU周期仅为关键流运行802.1CB。
使用短期冗余单宿主终端节点:节省额外连接成本,主干带宽仍然加倍,成本包括有更多CPU周期仅为关键流运行802.1CB和冗余帧传输。
成本因素—针对执行器及其数据流
转向、刹车、加速等都是执行器,它们需要在传感器融合后做出决定:躲避障碍物或者减速。
执行器一般来说是非常低带宽的设备,过去通过CAN和LIN网络执行,因此对以太网主干上这些流的带宽加倍是完全可行的。
五、总结
用虹科Pico汽车示波器计算CAN总线负载率的方法 :
CAN总线负载率是指CAN总线上单位时间内实际传送的位数和可以传送的位数之比,是评估CAN总线使用情况的重要指标。使用虹科Pico汽车示波器可以方便地捕获CAN信号并计算负载率,以下是具体步骤:
一、了解CAN总线负载率的基本概念
二、虹科Pico汽车示波器的应用
三、计算CAN总线负载率的步骤
确定比特率 :
假设CAN总线的比特率为500kBit/s。
则总线上传输1位将花费1/(500*1000)s = 2μs。
计算理论传输速度 :
一个CAN标准数据帧大约有125位(包括帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、ACK场和帧结束等字段)。
因此,传输一个CAN数据包将花费2*125=250μs。
CAN总线理论上每秒可以传输的数据包数量为:1秒/250μs = 4000个。
使用示波器捕获并译码CAN信号 :
用示波器采集CAN高和CAN低的波形。
进行串行译码,快速测量出总线实际上每秒传输了多少个数据包。
计算实际传输数据包数量 :
译码后的数据将显示每个数据包的时间戳和相关信息。
将数据包按时间标尺间进行统计,得到实际传输的数据包数量。
计算负载率 :
负载率 = 单位时间内传输的数据包实际个数 / 理论个数。
例如,如果实际传输了777个数据包,则负载率为:777/4000 = 19.425%。
四、注意事项
五、图示说明
图1 :CAN标准数据帧的字段组成和位数。
图2 :示波器采集CAN信号的示意图。
图3 :示波器译码后的数据,显示数据包数量和时间标尺。
图4 :译码后的数据包降序排列,显示实际传输的数据包数量。
图5 :虹科Pico汽车示波器4425A实物图。
通过上述步骤,可以使用虹科Pico汽车示波器有效地计算CAN总线的负载率,为汽车电子系统的设计和优化提供重要参考。
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虹科智能汽车诊断及智能汽车测试联合实验室正式成立
广州虹科电子科技有限公司为进一步加强校企合作,促进产学研究深度融合,加快科研成果转化,在广师大白云校区全资赞助建立了“智能汽车诊断联合实验室”和“智能汽车测试联合实验室”。这两个实验室的成立标志着虹科在智能汽车领域的研究与实践迈出了重要一步。
一、实验室成立背景与目的
随着智能汽车技术的快速发展,对汽车诊断与测试技术的需求日益迫切。虹科作为汽车电子领域的高科技公司,凭借其在汽车总线行业超过10年的经验,与全球顶尖公司技术合作,积累了丰富的技术储备和实践经验。为了进一步提升公司在智能汽车领域的技术实力,虹科决定与广师大合作,共同建立智能汽车诊断及智能汽车测试联合实验室。
实验室的成立旨在通过校企合作,实现资源共享、优势互补,推动智能汽车技术的研发与应用。同时,实验室也将为广师大的师生提供一个实践平台,促进产学研深度融合,加快科研成果的转化与应用。
二、实验室揭牌仪式
3月16日,虹科与广师大共同举行了智能汽车诊断联合实验室和智能汽车测试联合实验室的揭牌仪式。广师大副校长孙燕青对虹科一行的到访表示热烈欢迎,并充分肯定了虹科的经营理念和员工培养体系。孙副校长还就学校发展历程、学科分布特点、毕业生就业情况等做了重点介绍,希望双方在实习基地建设、人才培养等方面开展更加深入的合作。
虹科总经理陈秋苑在仪式上表示,虹科将依托两个智能汽车实验室,以及2022年广东省直批的“智能网联及新能源汽车产业学院”,发挥虹科人创新、奋斗、科技向善的精神,与学院50多名优秀博士和教授组成的研发团队开展产学研深度融合,打造顶尖科技人才队伍,推进一系列创新高优的方案成果转化,助力全国汽车产业的高效高质发展。
三、实验室的研究方向与功能
智能汽车诊断联合实验室将专注于智能汽车诊断技术的研究与开发,包括数据采集、监控和分析等方面。该实验室将利用虹科在汽车总线领域的先进技术,结合广师大的科研力量,共同推动智能汽车诊断技术的创新与应用。
智能汽车测试联合实验室则主要承担智能汽车测试技术的研发与测试工作。实验室将配备先进的测试设备和仪器,为智能汽车的性能测试、安全测试等提供有力支持。同时,实验室还将开展智能汽车测试技术的标准化研究,推动智能汽车测试技术的规范化发展。
四、虹科在智能汽车领域的实力与贡献
虹科作为一家在汽车电子领域具有深厚实力的高科技公司,其在汽车诊断、车载网络、仿真测试、自动驾驶等领域提供一站式解决方案。虹科的技术团队具备强实施和落地能力,先后获得了“国家高新技术企业”、“科技创新小巨人”、“广东省专精特新”等一系列荣誉。同时,虹科还取得了“汽车技术创新大奖”、“中国智能汽车及自动驾驶优秀企业”、“年度Top100智能网联创新企业”、“汽保10佳”等荣誉。
在智能汽车领域,虹科与全球顶尖公司技术合作,提供基于CAN/CAN FD/LIN/TSN/车载以太网的一系列方案。虹科的工程师均受过国内外专业培训,并获得专业资格认证。他们凭借深厚的行业经验和先进的技术水平,已经为中国业内用户提供40000+专用汽修示波器以及汽车诊断维修服务。
五、实验室的未来展望
虹科智能汽车诊断及智能汽车测试联合实验室的成立,将为智能汽车技术的发展注入新的活力。未来,实验室将继续深化校企合作,加强产学研融合,推动智能汽车技术的创新与应用。同时,实验室还将积极承担社会责任,为智能汽车产业的发展贡献力量。
虹科将依托这两个实验室,继续发挥其在智能汽车领域的优势,为行业客户提供创新及前端的产品和技术解决方案,为科技社会发展助力加码。
以上就是寻车网小编给大家带来的虹科汽车售后服务电话 虹科 | 汽车以太网冗余(IEEE802.1CB)实际用例全部内容,希望对大家有所帮助!更多相关文章关注寻车网:www.xunche.com