重型车车载网络的发展趋势



重型车车载网络的发展趋势

基于SAE 1939 J动力系统的网络应用测试证明，以太网可以很好地取代CAN总线应用于车载网络。通过使用以太网将数据从一个终端传输到ECU；通过使用嵌入式设备，将CAN帧信号压缩成报文（UDP）协议，犹如两个网络架构之间的网关通道。使用以太网传输数据，整个系统的性能并没有明显的下降。没有改变网络拓扑结构，在没有对特定的TCP/IP协议改进的情况下，以太网网络负载达到90%之前，多种网络通信可以共存，这一点已得到证实。针对今后越来越多的应用需求，以太网可能无法满足SAE J 1939架构标准。

为满足重型机器的功能需求和SAE J 1939标准，需要更强大的通信系统和真正的分布式实时控制。为此，需要对网络做进一步的分析，尤其在网络拓扑结构与网关的增强和细化方面，扩展TCP和UDP协议支持的功能。由于SAE J 1939地址范围和子网络IP具有一定的相似性，需要对指向地址进行重新设计。一种类似于DHCP协议的方法比较适用，其能够提供先进的寻址功能。此外，还可以应用UDP和TCP / IP特性提高网络带宽分配管理和信息优先级管理。因为TCP不存在每个消息协议8个字节的最大负载限制，所以可以将多个PDU数据包转移到一个单独的信息包中。具有优先权的UDP协议可以用于安全相关消息和TCP协议，从而转移更大的数据量。采用TCP协议，可以通过带宽来限制大数据传输，达到避免网络饱和的作用。为满足未来的功能要求，需要更多的执行网络系统。未来机器动力系统的网络设计应该具有更多的执行协议、更好的鲁棒性和HOC拓扑结构。

重型车车载电子产品的数量日益增加并且越来越复杂，因此设计车载电子控制单元（ECU）非常重要。车辆与机器之间的连接控制和任务控制需要更有实时性。集成控制系统需要更多的执行分布式控制网络，便于更好地管理电机转矩和功率，同时更好地优化燃料消耗。更加复杂的分布式控制系统的执行器和传感器，需要一个更加高效、快速和安全的网络控制系统。

Massimiliano Ruggeri et al. SAE 2012-01-1988.

编译：罗家庆