汽车智能网联化解决方案（32页 PPT）

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汽车智能网联化解决方案 Digitalization of the Automotive Industry Siemens AG 2018 ge 2 汽车网络架构的发展历程 从车内互联到智能网联 1998 2006 2015 传统非网联汽车越来越难适应未来城市，家庭及个人对汽车的智能化需求 - 未来智慧城市对缓解城市拥堵，节能减排，降低交通事故提出了更高的要求 - 传统的汽车是个独立封闭的系统，不知道别人，别人也不知道它 - 移动互联网及消费类电子日新月异的新功能，新体验倒逼传统汽车行业进行智能升级 - 自动驾驶，电动化，共享化的实现必须依托汽车网联化技术作为基础 - 芯片性能提升及成本下降也推进分散式的汽车电子控制架构往域控制器，智能座舱等集中式架构演 进 - 传统的 CAN/LIN 总线已经无法完全满足汽车网络通讯的需 求， Ethernet ， FLEXRAY ， CANFD ， LTE ， 5G ， DSRC 等新技术正在得到应 用 Future © Siemens AG 2018 Page 3 车联网 V2x / Car2x 的定义 未来构建智慧交通以及智慧城市的重要基础 Vehicle-to-everything (V2X) - V2I (Vehicle-to-Infrastructure) - V2V (Vehicle-to-vehicle) - V2P (Vehicle-to- Pedestrian) - V2D (Vehicle-to-device) - V2G (Vehicle-to-grid) 云 - 行业，企业服务平台 - 监控运维，信息采集 - 多样的增值服务 管 - 互联互通 - 安全可靠 - 实时高速 端 - 车辆连接入口 - 信息采集及环境感知 - 车辆运行状态监测及控制 Source: Designed around You - Volvo‘s all new EE Architecture and Development Process Dr. Thomas M. Müller, Vice President, Electrical & Electronic Systems Engineering,Volvo Car Group Automobil Elektronik Kongress, July 2013, Ludwigsburg, Germany 车联网 V2x 的典型应用及收益 减少事故，降低排放，智慧出行 智慧交通 -灾害实时预警，规避拥堵，碰撞自动报警 -交通信号灯实时管控 -电子围栏，超速超载超时监控 -诸如冷链，物流，客货车，危险品运输，公交车等行业特定需求 增 强的车辆功能 -自动驾驶，编队行驶，辅助驾驶 -远程诊断，远程控制，远程下载 -驾驶习惯分析 -智能手机互联（ CarPlay ， Android Auto ， Baidu Carlife ） 商业入口 -保养，保险，理赔，租赁，贷款管理 -加油站，充电桩查找；停车场，餐饮娱乐等引导 -音视频娱乐信息推送 车联网 V2x 的关键技术及其挑 战 方便，准确，实时，安全可靠 - 多样的通信技术 - 移动互联： LTE （ 4G ， 5G ） - 车间互联： DSRC ， WiFi - 车内互联： Ethernet, Flexray, CANFD, CAN, LIN - 高精度地图 - 语音识别，手势识别 - 传感器及其数据融合技术 - 通讯基础设施及信号覆盖范围 - 网络通讯延迟 - 服务平台的建设及完善 - 高性能处理器及软件系统平台 - 云端大数据处理 - 网络安全，黑客防御，非法操 控 智能网联新能源车研发解决方案 网联化系统研发方案 确保协同、数字化的持续性、多领域的追溯性以及功能安全 人、车以及外部世界的互联研发 驾驶员 信息系统 ECU 通讯开发 车载终端 T-Box 整车网络设计 校核 & 验 证 信息娱乐 系统 空中下载 V2X 仿真 智能网联新能源车研发解决方案 网联化系统研发方案 确保协同、数字化的持续性、多领域的追溯性以及功能安全 人、车以及外部世界的互联研发 驾驶员 信息系统 ECU 通讯开发 车载终端 T-Box 整车网络设计 校核 & 验 证 信息娱乐 系统 空中下载 V2X 仿真 ConnectedOSTM 车规等级 Linux 操作系统，适用于车联网的多种应 用 Connected OS™ Platform Apollo Lake X2/X 3 Jacinto 5/6 i.MX 6 Tegra Parker Industry Leadership Linux | AUTOSAR | Nucleus Automoti ve System Services Automoti ve Sound Automoti ve Visuals Connected OS™ Automoti ve Networks Automotive Safety & Security Framework System Design Kit Embedded Software Development Teamcenter ConnectedOSTM System Design Kit Reference EVM Polarion 车辆网联化解决方案 远程下载 SOTA 及 FOTA 解决方 案 Connected OS™ Engineering Service Secure Connectivity Comprehensive solution supporting both SOTA and FOTA updates ISO Bootloader Integrated with Connected OS and AUTOSAR-compliant VSTAR Secure end-to-end vehicle OTA management through Excelfore eSync™ solution AUTOSAR 车辆网联化解决方案 Internet 网络连接解决方 案 LTE 4G- or 5G-capable connectivity technology Internet connectivity to local infrastructure can help deliver safety and navigation functionality Connected OS™ Engineering Service ISO Bootloader 车辆网联化解决方案 从云端到 IVI 的 V2x 原型系 统 Quick demo system for V2x functions Connected OS™ Engineering Service Linux, IVI, 4G ， Mirrorlink, Roadworks message Infotainment 从设计到生产到维护的集成解决方案 车辆网联化解决方案 汽车 Audio 音频处理 Wide Audio Design and testing solutions A2B Engineering Service 主动降噪，汽车音频增强， A2B 技 术 ANC AVAS Active Noise Cancellation Vehicle Sound Enhancement ESS, AVAS etc. IP Algorithm Development Implementation Services Audio Engineering A2B® Solutions Engine Order Cancellation Linux & Embedded Audio Road Noise Cancellation IP Audio Management A2B Master Stack Porting Architecture Design A2B Analyzer & Tools Integration Services Optimization Porting Implementation Services Customization Services 智能网联新能源车研发解决方案 网联化系统研发方案 确保协同、数字化的持续性、多领域的追溯性以及功能安全 人、车以及外部世界的互联研发 驾驶员 信息系统 ECU 通讯开发 车载终端 T-Box 整车网络设计 校核 & 验 证 信息娱乐 系统 空中下载 V2X 仿真 车辆网联化解决方案 整车网络设计 In-Vehicle- Network design VNA Capital System AUTOSAR VSA COM 整车网络架构设计，报文打包，时序分析 Compliance 多标准支持 Analysis & Variability 多角度时序分析保证通讯时延 Best case Longest observed time Worst case Latenc y 工程化，模块化，灵活性强 • Flexible Flow Database backend • Capital and VSx Integration • Standard based interfaces • Dynamic and static design Design 全网络支持 EtherNet Probability Probabilit y 网络设计工具 VSA COM 的技术特点 – 专业整车网络设计工程软件，方便与其他工具集 成 Architecture Design Topology, Signals, Requirements Network Design Topology, Signals Frames, PDUs, Network Config, Timing Analysis ECU Design SW-Application Development, Basic Software Configuration Capital Systems VSA-COM VSB and VSTAR System (adx, arxml, ,xlsx) ECU Extract (arxml) B. Without an architecture design tool [ - Topology, Signals and Requirements are captured in VSA-COM, no import - SWC architecture is generated out of signals during creating ECU extracts 1 2 3 OEM Supplier A. With architecture design tool [ 1 + 2 + 3 ] - Topology, Signals and Requirements: imported (from e.g. arxml or xlsx) - SWC architecture: copied from arxml or generated out of signals during creating ECU extracts 2 + 3 ] 从电子电气架构直接数字对接整车网络设计 Capital System  VSA COM High Level System Model 系统模型 E/E Function Model 功能模 型 1 & DRC 则检查 Automation 自动化 & 规 Platform Topology 平台拓扑 2 Metrics 评价指标 3 4 Studies & Results 对比 5 6 7 整车网络设计 VSA COM 网络设计工具 VSA COM 的技术特 点 – 全网络支持 Gateway ECU Gateway ECU Ethernet / FlexRay Backbone CAN/CANFD Ethernet Cameras CAN/CANFD ADAS Driver Info Body&IVI ECU ECU ECU Sonar/Radar ECU ECU LIN ECU Power & Chassis CAN/CANFD Secure SOTA 支持包含以太网、 CAN 、 CAN-FD 、 FlexRay 、 LIN 的混合网络整车网络设 计。 网络设计工具 VSA COM 的技术特 点 基于信号及报文的时序分析 - 包含发送方，多网段，接收方，网关 的“ End to End” 的基于功能的时 序 模型 - 报文自动打包 - ID 手动及自动分配 - 网络时序分析 网络设计工具 VSA COM 的技术特 点 – 自动 + 手动网关设计支 持 Gateway Router - 手动网关路由选择 - 缺省网关设定 - 分网段功能允许时间 - 禁止信号转发路径设定 - 发送方，转发方，接收 方区分显示 - Signal Path 多转发路 径 信息 Format SWC Architectu re Topology Vehicle Cluster CAN CAN_FD LIN FlexRay Ethernet Standard arxml 3.1-4.0 X X X X X - X X - AUTOSAR arxml 4.1–4.2 X X X X X X X X X AUTOSAR DBC - X - X X X - - - - VTP .net .fix - X - X X - X - - - LDF - X - X - - X - - LIN Fibex 3.1 - X X X X - X X - ASAM Fibex 4.1 - X X X X X X X X ASAM 网络设计工具 VSA COM 的技术特点 – 兼容现有传统协议栈，同时满足 Autosar 软件开发流 程 支持包括 DBC ， LDF ， Fibex ， arxml 等多种格式的通讯数据的导入及导出，满足不同类型的整车厂设 计开 发流程，既支持以 DBC 为主要传输介质的传统网络开发流程，也便于以后往 Autosar 方向的切换。 智能网联新能源车研发解决方案 网联化系统研发方案 确保协同、数字化的持续性、多领域的追溯性以及功能安全 人、车以及外部世界的互联研发 驾驶员 信息系统 ECU 通讯开发 车载终端 T-Box 整车网络设计 校核 & 验 证 信息娱乐 系统 空中下载 V2X 仿真 ECU andMCAL Configuration Implement CAN and LIN based Network Communication 基于传统或者 AUTOSAR 的通讯软件开 发 基础软件及其配置工具 Software, and AUTOSAR for ECU implementation Volcano CAN ， LIN ， Ethernet ， Flexray ， Diagnostic ， Network Management ， Bootloader Design, explore, and compare electronic hardware and software architectures Apply MBD from Conceptual Systems to Target Hardware AUTOSAR Bootloader 基于 AUTOSAR 的系统，总线及嵌入式软件设 计 系统设计及总线分析 VSA-COM & VSI SWC 1 SWC 2 SWC 3 ECU 1 ECU 2 系统架构及软件设计 VSA-COM & VSI SWC 1 SWC 2 SWC 3 Virtual Function Bus Vehicle View ECU View SWC 1 SWC 3 ECU 配 置 VSB RTE BSW ARXML 导 出 ECU 1 全套的 AUTOSAR 解决方案 VSx OEM 主机厂 Supplier 供应 商 VSX Databa se VSA COM Network Design VSI Simulation & Verification VSA DIAG* Diagnostic Design VSB Software Design Basic Software Configuratio n VSU* AUTOSAR, Fibex, ODX, Dbc, Ldf, .net, .fix File Authoring VSA Admin User and DB Manageme nt AUTOSAR , Fibex, DBC, LDF, ODX files VSTAR AUTOSAR Basic Software * roadmap item 2018 VRB* Reference Boards 供应商产品实现 基于 AUTOSAR 的 ECU 开发设计流 程 主机厂系统设计 Capita l Data VSX Data VSA COM Network Design VSI Simulation & Verification Databas e VSA DIAG* Diagnostic Design VSU* Automotive File Authoring Capital Systems Architect* Platform Design and Function Distribution Capital Systems Capture* Function Design Capital Tools Harness Design ADX VSTAR AUTOSAR Basic Software VRB Code Sourcery Debugging & Analyzer VSB VSB-SWC Software Design VSB Basic Software Configuration AUTOSAR, Fibex, DBC, LDF, ODX files AUTOSAR