今天是2022年9月4日，九月頭一個(gè)周末，上海天氣晴朗臺風(fēng)加雨，也算迎來久違的涼爽。年歲漸長，多了許多分散精力的點(diǎn)，也讓周末的時(shí)間過的飛快。還沒有過自己的時(shí)間，兩天時(shí)間就過去了，明天又該投入新的一輪緊張工作中。老規(guī)矩，分享一段自己喜歡的文字，避免成為高知識低文化的人：“ “ Return to today's topic！
在日常工作中經(jīng)常會遇到車載網(wǎng)關(guān)，從起先對網(wǎng)關(guān)的不可知，到現(xiàn)在對網(wǎng)關(guān)的使用加功能實(shí)現(xiàn)及測試，匯總了對網(wǎng)關(guān)的相關(guān)內(nèi)容，做一個(gè)簡略的匯總，方便以后自己隨時(shí)查閱。網(wǎng)關(guān)的定義網(wǎng)關(guān)是在采用不同體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行互通時(shí)，用于提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換等網(wǎng)絡(luò)兼容功能的設(shè)備。網(wǎng)關(guān)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器（傳輸數(shù)據(jù)總線協(xié)議）。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。網(wǎng)關(guān)的主要作用是在網(wǎng)絡(luò)和ECU之間提供安全的無縫通信，包括在車輛的許多內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外界的外部網(wǎng)絡(luò)之間架起一座橋梁。要確保ECU獲得正確操作車輛所需的信息，流暢的數(shù)據(jù)傳輸必不可少，因此網(wǎng)關(guān)必須以低延遲和低抖動提供任意到任意的網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互聯(lián)，也可以用于局域網(wǎng)互聯(lián)。網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目標(biāo)系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在OSI七層協(xié)議的頂層——應(yīng)用層。
通常應(yīng)用在汽車上的車載網(wǎng)關(guān)主要有3類：-> 傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān);-> 集中式網(wǎng)關(guān);-> 分布式網(wǎng)關(guān)。一、傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)傳統(tǒng)燃油車身的電子器件數(shù)量不多（ECU數(shù)量不多），因此對車載網(wǎng)絡(luò)通信的性能要求并不高。傳統(tǒng)汽車電子電器架構(gòu)中通信架構(gòu)是各ECU間采用通信線纜直連的方式進(jìn)行通信。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，車內(nèi)ECU的數(shù)量越來越多，ECU間直連的方式導(dǎo)致通信架構(gòu)越來越復(fù)雜，阻礙了汽車行業(yè)的快速發(fā)展-> 通信線纜增多，重量增加；-> 線纜增多，點(diǎn)對點(diǎn)通信，線路復(fù)雜不安全（著火自燃等）。因此20世紀(jì)80年代末，BOSH為解決汽車通信架構(gòu)過于復(fù)雜的問題，開發(fā)出了CAN總線串行通信協(xié)議。推出之后20年來，鑒于其通信穩(wěn)健性和性價(jià)比高的優(yōu)勢（個(gè)人認(rèn)為就是后續(xù)車載以太網(wǎng)價(jià)格降低技術(shù)穩(wěn)定后，CAN總線也不會被取代），逐步成為汽車電子領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的總線技術(shù)（現(xiàn)場總線），并由此誕生了CAN網(wǎng)關(guān)（e.g.20世紀(jì)90年代初，梅賽德斯公司生產(chǎn)出第一輛采用CAN網(wǎng)關(guān)的汽車)傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)主要支持CAN總線，此外還支持LIN總線。上圖的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫堑湫偷腃AN總線拓?fù)?，圖中的CGW（Central Gateway中央網(wǎng)關(guān)）是一個(gè)CAN網(wǎng)關(guān)，以灰色線條表示的CAN/LIN總線與其他ECU相互連接，其他方框代表接入CAN網(wǎng)關(guān)的ECU。傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)可提供CAN/LIN等異構(gòu)總線的接入能力，實(shí)現(xiàn)多ECU通過異構(gòu)總線互聯(lián)，還可提供異構(gòu)總線間的通信轉(zhuǎn)發(fā)路由能力，實(shí)現(xiàn)整車網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)交換。CAN總線也區(qū)分高速CAN（例如1 Mbps）、低速CAN（例如125 kbps），當(dāng)然主機(jī)廠也會叫動力CAN、娛樂CAN、車身CAN等（只是不同的叫法而已），不同區(qū)域總線，傳輸速率也不盡相同。因此需要用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)速率切換和轉(zhuǎn)發(fā)。注：以前自己做了一個(gè)整車ODX項(xiàng)目，其中涉及到整車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中該主機(jī)廠就應(yīng)用到不同的CAN總線，他們稱為A-CAN，B-CAN，P-CAN等。
傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)的車載網(wǎng)絡(luò)通信方案是根據(jù)不同的功能域，對所有ECU進(jìn)行劃分，然后通過多條CAN/LIN總線接入傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)。各個(gè)ECU負(fù)責(zé)各自下掛的傳感器或執(zhí)行器的處理功能，通過傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)總線的接入以及異構(gòu)總線間報(bào)文的數(shù)據(jù)交換。每個(gè)ECU發(fā)送的CAN報(bào)文在總線上都進(jìn)行廣播式通信，導(dǎo)致隨著ECU的增加，傳統(tǒng)CAN網(wǎng)關(guān)和整車總線的負(fù)載率越來越高。在以往項(xiàng)目中，就經(jīng)常遇到測試整車CAN網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載率問題，也從側(cè)面看出引入新型車載總線的必要性，特別是新技術(shù)不斷引進(jìn)到車載中，對于車身通信的性能要求越發(fā)增高。因此，如上需求也逐漸演變了對車載電子電器架構(gòu)的進(jìn)化。注：上述網(wǎng)關(guān)描述也讓自己想起了AUTOSAR架構(gòu)中虛擬總線的功能，其屏蔽了底層車載總線類型，只會有數(shù)據(jù)PDU的區(qū)別，果然知識都是在慢慢統(tǒng)一。 愿你我相信時(shí)間的力量，做一個(gè)長期主義者！
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