BMW和ADI合作探索了一種集中式和區(qū)域控制器的方式，用燈光控制來(lái)做嘗試《CENTRALISED SOFTWARE AND ZONAL ARCHITECTURES FOR FUTURE INNOVATIVE AMBIENT LIGHTING ENABLED BY E2B 10BASE-T1S》，本文主要就這篇介紹做一些整理。

●?2021年SOP的經(jīng)典控制系統(tǒng)?

這是一個(gè)分布式和異構(gòu)的系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)同步操作，集成了多種不同的技術(shù)，其中包括LIN Hub、LIN RGB和中央ECU的軟件。用于實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和功能性照明，其中包括5個(gè)LIN。這個(gè)系統(tǒng)有一些限制，其中之一是由于LIN的限制，所以動(dòng)畫和外觀的多樣性有限。整個(gè)系統(tǒng)中LED的數(shù)量也是有限的，而單個(gè)條帶中LED的最大數(shù)量為63。這個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有與區(qū)域架構(gòu)進(jìn)行對(duì)齊，難以軟件更新。?

在面向未來(lái)迭代的過(guò)程中，需要注意很多因素：總線技術(shù)（如CAN和Flexray）、軟件分區(qū)（AUTOSAR與LINUX之間的選擇）、系統(tǒng)需要同步操作、LED的更新速度為20毫秒（存在一定的抖動(dòng)）。

●?面向2025年的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

從功能性角度來(lái)看，系統(tǒng)具有以下好處：

實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)光功能，能夠提供動(dòng)態(tài)投影和多維度的照明體驗(yàn)，包括2D效果。可以與客戶進(jìn)行互動(dòng)和個(gè)性化設(shè)置，同時(shí)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)輸入實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)光功能。所有照明組件都能夠同步控制，具有中央邏輯，也能夠支持按需功能，保持始終新鮮。?

從系統(tǒng)布置層面，優(yōu)化了布線束，消除了布線束接頭，提高了系統(tǒng)的可靠性。使用了區(qū)域架構(gòu)，底層不需要軟件（僅使用硬件組件來(lái)實(shí)現(xiàn)功能）

● 區(qū)域架構(gòu)設(shè)計(jì)

區(qū)域架構(gòu)是指E2B中心集線器的所有硬件實(shí)施，通過(guò)10BASE-T1S以太網(wǎng)進(jìn)行通信并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為ILaS。ILaS可用于不同的區(qū)域，例如儀表板。電源由區(qū)域ECU提供，并通過(guò)組件進(jìn)行循環(huán)傳遞。ILaS經(jīng)過(guò)光組件的循環(huán)傳遞。對(duì)于小型車輛，一個(gè)E2B中心集線器已足夠，而對(duì)于完整的大型車輛，還可以添加額外的E2B中心集線器。

E2B提供了一個(gè)高度優(yōu)化但靈活的硬件化以太網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)，具有以下優(yōu)勢(shì)：

●??消除了軟件/軟件質(zhì)量要求：僅硬件的邊緣節(jié)點(diǎn)

●??OTA（Over-The-Air）升級(jí)簡(jiǎn)化：不需要對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行OTA升級(jí)

●??確定性：硬件實(shí)現(xiàn)提供了完全確定性的照明接口

●??診斷：由中央ECU處理，所有連接診斷都在硬件中啟用

●??安全性：基于硬件的方法減少了可能的攻擊面

照明動(dòng)畫同步要求：

●??必須穩(wěn)定，抖動(dòng)小于1-2毫秒。

●??必須精確到20毫秒的精度，可配置以適應(yīng)照明帶的長(zhǎng)度。

●??跨應(yīng)用程序同步，延遲必須小于150毫秒，以便進(jìn)行HMl（人機(jī)界面）交互。

●??易于調(diào)整以與其他功能對(duì)齊，例如Ambilight顯示、危險(xiǎn)指示和安全出口指示。

通過(guò)gPTP同步的照明系統(tǒng)，所有節(jié)點(diǎn)都同步到gPTP時(shí)間基準(zhǔn)。使用IEEE 802.1AS進(jìn)行演示時(shí)間以控制激勵(lì)，MAX TRANSIT時(shí)間考慮了最壞情況下的軟件時(shí)間基準(zhǔn)不確定性和網(wǎng)絡(luò)延遲。E2B終端節(jié)點(diǎn)具有固定的確定性延遲，保證了到端點(diǎn)（例如LED）的準(zhǔn)確性。這是跨應(yīng)用程序的解決方案，時(shí)間基準(zhǔn)與所有以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)共享，實(shí)現(xiàn)了所有傳感器/執(zhí)行器的同步協(xié)調(diào)。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，這更容易實(shí)現(xiàn)、維護(hù)和擴(kuò)展。

來(lái)自“用戶空間”的直接驅(qū)動(dòng)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)所需的動(dòng)畫準(zhǔn)確性，因此需要在更新中嵌入動(dòng)畫呈現(xiàn)時(shí)間。采用基于gPTP時(shí)間的同步執(zhí)行，邊緣節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)同步激勵(lì)。通過(guò)增加動(dòng)畫時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的刷新率，照明應(yīng)用程序可以安排多個(gè)動(dòng)畫更新。動(dòng)畫更新在邊緣節(jié)點(diǎn)的硬件FIFO中排隊(duì)，邊緣節(jié)點(diǎn)在嵌入的動(dòng)畫時(shí)間執(zhí)行更新。

小結(jié)

汽車內(nèi)飾燈光控制正在經(jīng)歷重大變革。利用以太網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)（交換機(jī)/TSN等）簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的實(shí)施。10BASE-T1S的可用性進(jìn)一步簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將以太網(wǎng)引入了邊緣計(jì)算中。使用E2B，使所有硬件邊緣節(jié)點(diǎn)成為可能，進(jìn)一步降低了邊緣節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性，并實(shí)現(xiàn)了軟件的集中化。

編輯：黃飛

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