重型車車載網絡的發展趨勢

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重型車車載網絡的發展趨勢

基于SAE 1939 J動力系統的網絡應用測試證明，以太網可以很好地取代CAN總線應用于車載網絡。通過使用以太網將數據從一個終端傳輸到ECU；通過使用嵌入式設備，將CAN幀信號壓縮成報文（UDP）協議，猶如兩個網絡架構之間的網關通道。使用以太網傳輸數據，整個系統的性能并沒有明顯的下降。沒有改變網絡拓撲結構，在沒有對特定的TCP/IP協議改進的情況下，以太網網絡負載達到90%之前，多種網絡通信可以共存，這一點已得到證實。針對今后越來越多的應用需求，以太網可能無法滿足SAE J 1939架構標準。

為滿足重型機器的功能需求和SAE J 1939標準，需要更強大的通信系統和真正的分布式實時控制。為此，需要對網絡做進一步的分析，尤其在網絡拓撲結構與網關的增強和細化方面，擴展TCP和UDP協議支持的功能。由于SAE J 1939地址范圍和子網絡IP具有一定的相似性，需要對指向地址進行重新設計。一種類似于DHCP協議的方法比較適用，其能夠提供先進的尋址功能。此外，還可以應用UDP和TCP / IP特性提高網絡帶寬分配管理和信息優先級管理。因為TCP不存在每個消息協議8個字節的最大負載限制，所以可以將多個PDU數據包轉移到一個單獨的信息包中。具有優先權的UDP協議可以用于安全相關消息和TCP協議，從而轉移更大的數據量。采用TCP協議，可以通過帶寬來限制大數據傳輸，達到避免網絡飽和的作用。為滿足未來的功能要求，需要更多的執行網絡系統。未來機器動力系統的網絡設計應該具有更多的執行協議、更好的魯棒性和HOC拓撲結構。

重型車車載電子產品的數量日益增加并且越來越復雜，因此設計車載電子控制單元（ECU）非常重要。車輛與機器之間的連接控制和任務控制需要更有實時性。集成控制系統需要更多的執行分布式控制網絡，便于更好地管理電機轉矩和功率，同時更好地優化燃料消耗。更加復雜的分布式控制系統的執行器和傳感器，需要一個更加高效、快速和安全的網絡控制系統。

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

編譯：羅家慶