汽車電子發(fā)展迅速，娛樂及駕駛輔助系統(tǒng)的市場需求日益增長，傳輸帶寬的需求也越來越大，汽車行業(yè)希望引進(jìn)IEEE802.3以太網(wǎng)技術(shù)用于車載設(shè)備之間的通信。隨著車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加，網(wǎng)關(guān)控制器變得極為重要。今天和大家介紹新一代車載T-Box集成以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的控制方案。

以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方案介紹

ZLG提供的車載以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方案，見下圖，采用恩智浦的MPC5748G單片機(jī)作為控制器，配合恩智浦SJA1105以太網(wǎng)交換機(jī)芯片組成網(wǎng)關(guān)控制模塊，同時(shí)網(wǎng)關(guān)控制器也提供了豐富的傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)的接口，網(wǎng)關(guān)模塊可以輕松的實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)的管理，可選用通信模塊作為遠(yuǎn)程信息控制單元將網(wǎng)關(guān)與云端互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、遠(yuǎn)程控制以及空中升級等功能。

圖1 車載以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方案

方案特點(diǎn)：

使用5端口汽車以太網(wǎng)交換機(jī)芯片，支持IEEE@音頻視頻橋接（AVB）和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)端口都可以單獨(dú)配置為10、100或1000 Mbit/s；

6路車載以太網(wǎng)接口，支持100 Mbit/s；

1路工業(yè)以太網(wǎng)，支持100 Mbit/s；

8路CAN通信，可連接外部不同總線節(jié)點(diǎn)；

1路LIN通信，支持?jǐn)U展；

結(jié)合PMIC安全電源解決方案，提供穩(wěn)定可靠的電源系統(tǒng)；

提供硬件設(shè)計(jì)指導(dǎo)和軟件開發(fā)底層支持。

網(wǎng)關(guān)控制器芯片介紹

圖2 網(wǎng)關(guān)控制器框圖

專用的網(wǎng)關(guān)控制器MPC574xB/C/G MCU系列提供高度集成的單芯片安全解決方案，面向新一代中央車身控制、網(wǎng)關(guān)和工業(yè)控制應(yīng)用。上圖為控制器整體框圖

芯片特性：

增強(qiáng)的低功耗功能提供更高能效的操作；

最多兩個(gè)Power Architecture e200z4 32位內(nèi)核，最多1個(gè)Power Architecture e200z2 32位內(nèi)核；

最多6 MB Flash，具有糾錯(cuò)編碼(ECC)功能，最高768 KB SRAM，帶ECC；

18 x LIN Flex / 8 x FlexCAN支持CAN FD / 2 x ENET（1路為可選）；

1 x μSDHC / 4 x I2C / 3 x SAI / 4 x DSPI / 6 x SPI；

低功耗單元(LPU)模式；

3x模擬比較器，24個(gè)比較輸入；

通過LPU模式下的高級CAN過濾、喚醒功能和可用性提供虛擬網(wǎng)絡(luò)支持；

硬件安全模塊(HSM)支持高級安全管理保護(hù)ECU免受各種攻擊；

支持功能安全，使汽車安全系統(tǒng)更容易符合ISO 26262和ASIL更高等級；

故障采集與控制單元(FCCU)可采集故障信息，并根據(jù)嚴(yán)重性發(fā)出中斷和復(fù)位命令。

以太網(wǎng)Switch芯片介紹

圖3 Switch框圖

SJA1105PEL/QEL/REL/SEL汽車千兆以太網(wǎng)交換機(jī)系列芯片擴(kuò)展了SJA1105EL/TEL交換機(jī)芯片的功能，改進(jìn)了安全特性，擴(kuò)展了接口選項(xiàng)。上圖為SJA1105整體框圖。

芯片特性：

新的幀列表特性將交換機(jī)數(shù)據(jù)處理限制在已知源內(nèi)，可防止轉(zhuǎn)發(fā)錯(cuò)誤或惡意數(shù)據(jù)；

更新后的接口提供了IO擴(kuò)展電壓選項(xiàng)和新的SGMII接口；

該交換機(jī)符合IEEE AVB。QEL和SEL版本支持?jǐn)U展的TSN特性；

恩智浦AUTOSAR驅(qū)動(dòng)程序和AVB SW協(xié)議棧。

調(diào)試轉(zhuǎn)換板介紹

圖4 TJA1101 Demo

為了便于用戶在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行調(diào)試特意設(shè)計(jì)車載以太網(wǎng)和傳統(tǒng)以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換板TJA1101 Demo，用戶不但可用此評估板作為TJA1101以太網(wǎng)PHY電路的參考設(shè)計(jì)，也可以使用此評估板在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行車載以太網(wǎng)的調(diào)試。