近年來，隨著汽車電子設備的不斷向前發(fā)展，以智能化、網(wǎng)聯(lián)化為重要特征的汽車科技創(chuàng)新為汽車產(chǎn)業(yè)帶來重大變革。人們對智能汽車提出不同的功能需求，如：adas輔助駕駛、自動駕駛、車載娛樂、車身監(jiān)控，促使汽車制造商需要在車內部署眾多數(shù)量的ecu實現(xiàn)復雜的功能以滿足用戶需求，而大量ecu的使用需要高速、高帶寬、低延遲的車載網(wǎng)絡通信，但傳統(tǒng)can總線難以滿足高速、高帶寬以及低延遲的需求。因此，為了滿足智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，在傳統(tǒng)以太網(wǎng)的基礎上，ieee提出具有高速、高帶寬、低延時的傳輸特性的車載以太網(wǎng)，促使未來汽車網(wǎng)絡從現(xiàn)有can為通信基礎的網(wǎng)絡逐步過渡到以車載以太網(wǎng)為骨干網(wǎng)絡的通信網(wǎng)絡。因此，國內外大量優(yōu)秀的企業(yè)在從事車載以太網(wǎng)技術的研發(fā)，如在國內，以赫千科技為代表企業(yè)正在聚焦車載以太網(wǎng)技術研發(fā)工作，加速以車載以太網(wǎng)總線為通信基礎的產(chǎn)品的量產(chǎn)進程。

can總線會被車載以太網(wǎng)總線完全取代嗎?

can是iso國際標準化的串行通信協(xié)議，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網(wǎng)絡。相比于其它通信總線，can的技術特性使其在車載環(huán)境中特別有效，參見表1，例如：首先是其對噪聲的高容忍度，并得到 can 的物理層和協(xié)議的支持，can 支持原生多播和廣播，提供內置幀優(yōu)先級， 100% 分布式運行，輕松支持數(shù)十英尺的長單總線等優(yōu)點。

相比于can，車載以太網(wǎng)具備高速傳輸，通過光纖傳輸可支持10 g/s的傳輸速率，支持qos和tsn，允許實時確定性的通信，支持多種不同的協(xié)議，支持面向服務soa的通信并且可擴展。顯然，車載以太網(wǎng)與can在不同的應用場景有著不同的優(yōu)勢。在目前階段，為了適配汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的功能需求，汽車的e/e架構從傳統(tǒng)的分布式過渡為以區(qū)域為導向的e /e 架構，如區(qū)域包括：智能駕駛域、座艙域、車身域等。基于區(qū)域的e/e架構，在骨干網(wǎng)絡，采用高帶寬的車載以太網(wǎng)進行通信連接相應域控制器或區(qū)域網(wǎng)關，在區(qū)域網(wǎng)關或域控制器下，可通過多種不同總線can、lin、分支車載以太網(wǎng)連接相應的傳感器和執(zhí)行器。因此，e/e架構的實現(xiàn)需要將 can 和車載以太網(wǎng)結合起來一起使用，此外，對于許多傳統(tǒng)的汽車網(wǎng)絡用例，can 仍然更具成本效益。綜上所述，未來較長一段時間內，車載以太網(wǎng)與can并非是取代關系，而是相互共存。 can與車載以太網(wǎng)共存的車載網(wǎng)絡中，必然存在can ecu與車載以太網(wǎng)ecu的相互通信的需求，但是目前標準中尚未有can ecu與車載以太網(wǎng)ecu的數(shù)據(jù)包進行相互轉化的方案。

如何實現(xiàn)車載以太網(wǎng)的some/ip數(shù)據(jù)與can協(xié)議的數(shù)據(jù)相互轉化?

由于can總線與車載以太網(wǎng)總線在較長一段時間內將共存于車載網(wǎng)絡，因此需要構建can ecu與車載以太網(wǎng)ecu的通信橋梁，確保車載網(wǎng)絡的正常通信。為了尋求解決方案，我們通過在權威的專利數(shù)據(jù)庫進行查詢，發(fā)現(xiàn)上海赫千電子科技有限公司(hingetech)較早提出一種can數(shù)據(jù)包與車載以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包的轉化方案(授權公告號為：cn111130676 b)，其轉化方法如下：

圖1 can數(shù)據(jù)與車載以太網(wǎng)的some/ip數(shù)據(jù)轉換示意

參見圖1以及表2，通過設置微處理控制器(mcu),在微處理控制器的兩端設置can接口和車載以太網(wǎng)接口，微處理控制器負責對can數(shù)據(jù)包、車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的解析，并根據(jù)需求封裝成對應can數(shù)據(jù)包或車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包;微處理控制器包括some/ip傳輸模塊、can傳輸模塊、映射表處理模塊，映射表處理模塊連接some/ip傳輸模塊和can傳輸模塊，用于對some/ip協(xié)議的信號與can協(xié)議的信號之間的相互轉化進行解碼;映射表處理模塊包括can地址識別碼(can id)與some/ip的message地址識別碼(message id)對應映射表;映射表還包括some/ip的信息地址識別碼與傳輸終端的地址、服務端口號等信息。

車載以太網(wǎng)的some/ip數(shù)據(jù)包轉化can數(shù)據(jù)包的核心方法包括：some/ip傳輸模塊按照some/ip協(xié)議進行解包，解包過程包括對接收到的some/ip協(xié)議的信號進行解析并分離出信息地址識別碼(message id)和載荷信號;然后調用映射表處理模塊，解析出與message id對應的can id;can傳輸模塊將can id和載荷信號按照can標準協(xié)議進行封裝后通過can接口傳輸至can總線上。

can格式的數(shù)據(jù)包轉化車載以太網(wǎng)的some/ip數(shù)據(jù)包的核心步驟包括：can傳輸模塊按照can協(xié)議進行解包，解包過程包括對接收到的按照can協(xié)議進行傳輸?shù)男盘栠M行解析并分離出can地址識別碼(can id)和載荷信號，然后調用映射表處理模塊，解析出與can id對用的message id，通過message id，some/ip傳輸模塊捕獲message id以及對應的協(xié)議類型、端口和ip地址和載荷信號，按照some/ip協(xié)議的格式進行封裝后通過車載以太網(wǎng)接口發(fā)送至車載以太網(wǎng)總線上。通過內置的查找映射表，來實現(xiàn)載荷信號的轉發(fā)，從而連接了車載以太網(wǎng)網(wǎng)絡和can網(wǎng)絡，同時將車載以太網(wǎng)網(wǎng)絡節(jié)點和can網(wǎng)絡節(jié)點通過該裝置互聯(lián)。

由此可見，赫千科技通過提供車載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與can數(shù)據(jù)進行相互轉化的技術，使得以區(qū)域為導向的e /e 架構中can ecu與車載以太網(wǎng)ecu能夠正常通信。另外，車載以太網(wǎng)的some/ip的通信與can通信最大的區(qū)別在于some/ip通信時面向服務，can的通信是面向信號的。面向服務的通信能夠大大減少網(wǎng)絡負載,提高通信效率，因此汽車的adaptive autosar采用some/ip作為通信中間件的soa的軟件架構。赫千科技在車載以太網(wǎng)研究工作中，針對域控制器、智能座艙、儀表、adas輔助駕駛、自動駕駛等應用的some/ip通信成功量產(chǎn)了some/ip協(xié)議棧和自動化的hinge-matrix soa tool。如圖2所示。赫千科技提供的some/ip協(xié)議棧具備多種功能的支持,例如:支持some/ip-sd,some/ip,序列化與反序列化,event, field;具備高性能：cpu載荷<2%，請求&響應小于1ms;具備高穩(wěn)定性。

圖2 赫千科技some/ip協(xié)議棧和自動化soa工具

鑒于當前面向soa的服務api開發(fā)較為繁瑣，赫千科技提出hinge-matrix soa tool，可根據(jù)場景快速的定制化生成基于服務api。 hinge-matrix soa tool，基于多種不同格式的配置文件，如excel格式文件，通過將excel格式的配置文件導入hinge-matrix soa tool，自動產(chǎn)生服務代碼，將產(chǎn)生的服務代碼導入some/ip協(xié)議棧，快速完成autosar api/service api的開發(fā)，大大的縮短軟件的開發(fā)周期。

綜上所述，未來較長一段時間內，車載以太網(wǎng)與can網(wǎng)絡因各具不同優(yōu)勢，將共存于車載網(wǎng)絡中，赫千科技提供的車載以太網(wǎng)的some/ip數(shù)據(jù)與can數(shù)據(jù)的相互轉化方法解決了車載網(wǎng)絡中車載以太網(wǎng)接口的ecu與can接口的ecu的相互通信，為區(qū)域為導向的e /e 架構運用奠定堅實的基礎，同時也提供相應的some/ip協(xié)議棧以及soa快速代碼生成工具，從多個方面加快汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展進程。