2020.5.21 Softing 车载以太网解决方案
以太网在汽车行业中的挑战
以太网在汽车行业中的挑战今年，以太网将会在一批新车型中作为一个车载系统网络使用。
因此，下一步就是以太网和现有汽车网络技术的集成，包括：CAN、FlexRay、LIN和MOST网络。
目前，存在许多开发工具，可以帮助开发者完成不同类型网络之间的数据分析。
今年，以太网将会在一批新车型中作为一个车载系统网络使用。
因此，下一步就是以太网和现有汽车网络技术的集成，包括：CAN、FlexRay、LIN和MOST网络。
目前，存在许多开发工具，可以帮助开发者完成不同类型网络之间的数据分析。
但就车载以太网来说，市面上只有分析普通办公以太网的标准工具，这些工具却不能满足特殊物理层和IP协议层的车载以太网的技术要求。
因此，迫切需要一些开发和测试工具，来分析和测试现有车载网络系统及车载以太网系统。
但是，这些研发工具的特殊具体技术要求是什么?目前在汽车上，最先进的车载以太网技术是使用低廉的非屏蔽双绞线，100MBits/s速率传输影音数据。
这一技术称为BroadR-Reach技术，并被OPEN Alliance SIG联盟[1]标准化。
该联盟的下一目标是推广以太网作为车载网络，到2015年应用到汽车的娱乐和辅助驾驶系统。
部分OEM厂商预测，最早2018年以太网将成为关键汽车技术[2]。
正如一些专业文章[3,4]报到的，以太网凭借其灵活性、可扩展性、廉价性在汽车应用中推广，并定义了适用汽车应用的以太网协议(图1,[1])。
更为重要的是，以太网将IT技术引入到丰富成熟的汽车工业中。
车载以太网测试解决方案的挑战以太网在汽车上的应用，需要开发人员和测试工程师在技术上全新规划。
首先，必须获取一个清晰的网络架构(图2)。
在此网络架构中，主网络已经不再是一个总线系统，而是使用全双工连接的交互式网络。
应用该网络实现网络实时，同步技术需要在物理层(OSI第一层)以上的高层协议上实现，例如AVB网络协议(Audio Video Bridging，图1)。
移动车载WiFi无线覆盖解决方案_信锐技术
大巴向乘客提供的互联网上网服务必须满足公安部颁发的令第 82 号，即《计算机信息 网络国际联网安全保护管理办法》的相关规定，要求记录并留存用户注册信息、记录并留存 用户登录和退出时间、主叫号码、账号、互联网地址或域名、系统维护日志的技术措施以及 记录、跟踪网络运行状态，监测、记录网络安全事件等安全审计功能。 此外，还要避免日益猖狂的虚假钓鱼 WIFI，防止犯罪分子通过架设一个与大巴 WiFi 热 点同名的 WiFi 网络，吸引用户通过移动设备接入该网络，然后就可以通过分析软件窃取这 些接入虚假 WiFi 热点用户的资料、银行账户、网络支付账户密码等。
更多移动场景无线 Wi-Fi 覆盖解决方案，请访问信锐技术官方网站：！ 6/18
产品概述 信锐 NAP-4100V 无线接入点是信锐自主研发的新一代 802.11ac 工业级移动车载 AP。 NAP-4100V 移动车载 WiFi 覆盖设备，采用了最新 3G/4G 终端接入方案，支持 4G LTE 全网通（移动/联通/电信），以及采用最新 802.11ac 协议设计，支持 11ac/a/n 和 11b/g/n 双频 并发， 整机最高速率可达 1167Mbps， 适用车载移动环境下的 3G/4G 转 WiFi 的移动型 WLAN 的部署与构建。 移动车载 AP 高达 1.167Gbps 的最大传输速率能够轻松满足各种无线业务的承载使用， 如视频、 语音等多媒体业务， 并提供智能射频、 服务质量保证、 无缝漫游等。 信锐 NAP-4100V
1.2 项目需求
ü 每个大巴安装一个车载 AP，保障大巴内信号全面覆盖；车载 AP 可支持至少 60 个 终端的同时并发，以保障全车乘客的使用需求。 ü 乘客采用微信认证、手机短信认证、APP 认证任一一种方式进行接入；接入方式简 单方便，同时利用该接入方式进行微信吸粉、手机号手机、APP 推广； ü ü 能利用建设的无线网络向乘客推送多种广告信息，通过无线网络进行广告运营； 车载 AP 必须具备 4G 转 WiFi 功能，利用无限流量卡，可将 4G 信号转换为 WiFi 信 号，供乘客上网使用；同时车载 AP 必须具备足够强的防震能力，保障在车内的正常 使用； ü 每个大巴配备本地的视频服务器，通过对接本地视频服务器，乘客可以在车内选择 观看服务器内视频资源，也可通过大巴内的显示器来播放本地视频资源、广告。
车上无线网络解决方案
车上无线网络解决方案第1篇车上无线网络解决方案一、项目背景随着互联网技术的飞速发展，无线网络已成为现代社会生活的重要组成部分。
为满足用户在出行过程中对无线网络的需求，提高用户乘车体验，本公司决定针对车辆设计一套合法合规的无线网络解决方案。
二、项目目标1. 实现车辆内无线网络的全覆盖，确保用户在乘车过程中能够流畅地使用网络。
2. 保障无线网络的稳定性和安全性，保护用户个人信息不被泄露。
3. 符合我国相关法律法规要求，确保项目的合法合规性。
三、方案设计1. 无线网络设备选型（1）车载无线接入点（AP）：选用高性能、稳定性强的无线AP，支持802.11ac协议，提供高速无线网络接入。
（2）车载交换机：选用千兆以太网交换机，提供高速有线网络连接，满足车辆内部设备的数据传输需求。
2. 无线网络覆盖设计（1）车厢内部：在车厢内合理布置无线AP，确保无线信号覆盖均匀，无死角。
（2）车厢外部：在车辆外部安装天线，扩大无线网络覆盖范围，满足乘客在上下车时的网络需求。
3. 无线网络安全设计（1）采用WPA3加密协议，保障无线网络的加密强度。
（2）设置独立无线网络SSID，与公共网络隔离，降低安全风险。
（3）部署防火墙和入侵检测系统，实时监控网络流量，防止恶意攻击。
4. 合法合规性保障（1）遵循我国《网络安全法》等相关法律法规，保护用户个人信息。
（2）取得相关政府部门的审批，合法开展无线网络覆盖业务。
（3）与运营商合作，确保无线网络服务合法合规。
四、实施步骤1. 搭建测试环境，对选型设备进行性能测试，确保设备满足项目需求。
2. 设计无线网络覆盖方案，并根据实际测试结果进行调整。
3. 与车辆制造商沟通，确保无线网络设备与车辆兼容。
4. 部署无线网络设备，进行现场调试，确保无线网络覆盖效果。
5. 开展无线网络安全防护措施，确保网络稳定性和安全性。
6. 联合运营商进行合法合规性审查，取得相关审批手续。
7. 正式上线运营，持续优化无线网络服务。
车载以太网及安全测试方案
中央控制器与控制器的安全（内网，包括以太网）
⚫中央控制器自身安全保护 ⚫与域控制器之间的安全保护
无线测试方案
场景
互联汽车的各种无线 数据 连接旨在提供更出色的安全性、性能、可靠性 和 信息娱乐能力。汽车设计人员和开发人员需要验证多种类型的无线技术 ， 包 括 2G、3G、4G LTE 和 LTE-Advanced（以及即将推出的 5G）、WLAN 、 蓝牙® 以及近场通信（NFC）等，确保通信功能的可靠性和性能。
解决方案：KEYSIGHT SYSTEMVUE
The Keysight 无线测试仪 和 信号分析仪支持多种无线制式：蜂窝（LTE/ LTE-A、W-CDMA、GGE、C2K、1xEV-DO 和 TD-SCDMA）和短距离无 线通信（802.11a/b/g/n/ac、BT 1.0-4.0、GNSS、数字视频）
优势
便于操作的图形用户界面（GUI）适用于开发和制造阶段，可实现更出色的吞吐量 和生产率。 • 支持发射机/接收机测试 • 单个仪器提供多种测量，包括噪声系数、相位噪声、调制分析和 EMI 测试, • 单个仪器支持广泛的无线制式 • 支持依照美国《无线电法案》进行杂散测量 • 实时信号分析（SA）功能支持噪声分析 • PSAP 软件支持即时网络模式
Int ro d uct io n Address Selection, Defense and Delivery Announcing an Conflict Detection and Defense Forwarding Rules Link-Local Packets Are Not Forwarded Interaction with Hosts with Routable Healing of Network Partitions
车载以太网工具链
车载以太网工具链一什么是车载以太网随着汽车电子的快速发展，车内ECU数量的持续增加，带宽需求也在随之不断增长。
并且，汽车制造商的电子系统、线束系统等成本也在提高。
而车载以太网相比于传统总线技术，不仅可以满足汽车制造商对带宽的需求，同时还能降低车内的网络成本，是未来整车网络架构设计的趋势。
目前，车载以太网主要用于诊断、车载信息娱乐系统（IVI）和驾驶辅助系统。
二车载以太网技术OSI（Open System Interconnection）七层网络模型定义了网络互联的七层框架，并且每一层都运行不同的协议，只有统一通信规范时，才能实现网络互联化。
车载以太网参考OSI分层结构，并规定了每一层的功能及协议。
车载以太网协议通常被认为是一个四层协议系统：应用层、传输层、网络层、数据链路层，每一层都具有不同的功能。
| 物理层（OABR）参照OSI模型，车载以太网在物理层，即第一、二层采用了博通公司的BroadR-Reach技术。
BroadR-Reach的物理层（PHY）技术由OPEN（一对以太网）联盟推动，因此有时也被称为OPEN联盟BroadR-Reach（OABR）。
BroadR-Reach由一对双绞线实现全双工通信，并提供100Mbit/s及更高的宽带性能。
该技术使用单对的非屏蔽双绞线进行通信，不仅可以减轻线缆重量达到30%，还可以降低80%连接成本，符合汽车要求的新型物理层技术。
BroadR-Reach技术已被IEEE标准化，并命名为100BASE-T1，其中T1是指车载以太网。
100BASE-TX100BASE-TX采用两对5类非屏蔽双绞线或1类屏蔽双绞线，一对用于发送数据，另一对用于接收数据，长度上限为100米。
100BASE-T1100BASE-T1也叫IEEE802.3bw，它是被IEEE针对百兆车载以太网而定义的标准。
与传统的百兆以太网（100BASE-TX）不同，100BASE-T1使用的是一对双绞线进行全双工的信息传输。
第五章 车载以太网【车载网络及信息技术】
车载以太网
• 由于车载以太网的特点，在车辆上主要作为信息主干网络和车载 信息系统的通信网络，图5-1是一个以车载以太网为骨干网的车 上通信网络示例。
• 其中，车辆电子控制系统、动力传动系统以及车身控制等这些要 求实时性可靠性高、传输的数据短、数据量少的系统会仍继续使 用CAN、FlexRay等网络
第五章 车载以太网
• 车载通信技术的发展是从串行通信，到工业总线，再到 总线网络。随着车载电子控制和信息装置的增加以及信 息服务需求的不断增加，更高级的计算机网络的应用是 必然的。
• 多媒体、电子地图、INTERNET网络信息等在车上的应用 • 在车上使用以太网，并对其适当修改，既要保持以太网
的优势特点，又要满足车辆环境的要求，这就是所谓车 载以太网
• 7） 媒介访问方式为CSMA / CD（载波侦听多路访问冲突检 测），原理简单，技术易实现，网络中各工作站地位平等， 不需集中或优先级控制；
• 8） 传输速度为10 Mbps，100 Mbps或以上，目前千兆以太 网和万兆以太网已经投入使用；
• 9） EMC性能——可以根据不同的实际应用情况进行设计， 以满足OEM的EMC要求。
Ethernet Ethernet
Ethernet
6
图5-1：以车载以太网为骨干网的车上通信网络架构
7
第一节 以太网简介
➢一、定义 • 符合IEEE802.3规范的计算机网络就称为以太网。以太网最
早由Xerox（施乐）公司推出，于1980年DEC、Intel和Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛 的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网 （100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合 IEEE802.3。
车联网系统解决方案
车联网系统解决方案1. 背景介绍车联网系统是指将汽车与互联网相连接，通过数据的采集、传输和分析来实现车辆之间、车辆和道路基础设施之间的智能化交互。
车联网系统可以为车主、厂商、道路管理部门等提供多种服务和应用，如车辆远程控制、行车安全监测、交通信息实时查询等。
2. 系统架构车联网系统的整体架构分为三层：车载终端层、云平台层和应用服务层。
2.1 车载终端层车载终端层是车联网系统的底层基础，负责车辆信息的采集和传输。
车载终端设备包括车载智能设备、传感器、通信模块等，通过与车辆的CAN总线进行连接，实时采集车辆参数和状态。
2.2 云平台层云平台层是车联网系统的核心部分，用于接收、存储和处理车辆数据。
云平台采用分布式架构，具备高并发处理能力和数据安全性保障。
云平台主要包括数据中心、存储系统、计算系统等组成部分。
2.3 应用服务层应用服务层是车联网系统的最上层，向用户提供各种车联网应用和服务。
应用服务层包括车载导航、车辆远程控制、行车安全监测和交通信息查询等功能模块。
用户可以通过智能手机、车载娱乐系统等终端设备进行操作和使用。
3. 解决方案设计车联网系统的解决方案设计需要考虑以下几个方面：3.1 数据采集车联网系统需要实时采集车辆的各种参数和状态数据，如车速、油耗、发动机温度等。
为了保证数据的准确性和及时性，可以采用车载传感器和CAN总线技术进行数据采集，并利用高效的数据传输协议将数据传送到云平台。
3.2 数据传输车联网系统的数据传输需要考虑传输效率和安全性。
可以采用4G/5G网络或者车载WIFI等方式进行数据传输，确保数据的高速和稳定性。
同时，还需要采取数据加密和身份认证等措施，确保数据的安全传输。
3.3 数据存储和处理车联网系统的数据存储和处理需要考虑数据容量和计算能力。
可以采用分布式存储系统和高性能计算系统，将数据保存在云平台的数据中心，并通过数据分析和挖掘技术提取有效信息。
同时，还可以利用人工智能算法和机器学习技术对数据进行建模和预测，提高系统的智能化水平。
车载以太网AVB交换机 TSN交换机 时间敏感网络
11实验案例连接方式2.1双通道作为监控和数据采集器，采集两个设备间的通信数据（Bypass 功能）本产品可以捕获到DUT1和DUT2之间的通信报文，也可以模拟节点，向DUT1和DUT2发送报文。
同时，也可以实现多个主设备和多个从设备之间的数据交换。
可以通过监控软件查看各主节点通信数据。
2.2 试验搭建gPTP 时钟桥案例车载以太网TSN 试验网络旨在构建精确时间同步和模拟车辆内部控制器模块进行网络精确授时而需要的必要网络架构。
其需要祖时钟（grand clock ）节点一个，从时钟（slave clock ）节点可以是1个或多个，车载以太网TSN 交换机一台，配置电脑一台。
其中，祖时钟和从时钟节点使用Linux 电脑（网卡需支持IEEE1588）和车载以太网转换器配套来模拟实现, 当然每台电脑和转换器组合可以使用实际的激光雷达或其他从时钟节点来对应更换。
系统架构如下：Linux PCNetwork Support IEEE1588Linux PCNetwork SupportIEEE1588Linux PCNetwork SupportIEEE1588Linux PCNetwork SupportIEEE1588Linux PCNetwork SupportIEEE15882.2 汽车激光雷达gPTP 时钟桥案例如下搭建一种简化的激光雷达桥接方案，支持gPTP 时间同步，并实现主控模块和激光雷达的数据传输和精确同步。
2.3 汽车激光雷达进入工控机方案如下搭建一种简化的激光雷达接入工控机的方案，支持gPTP 时间同步，并实现工控机和激光雷达的数据传输和精确同步。
方案类似的其他应用也可以参考本方案，如AVB 节点组网，音响音频布置方案，车载高清摄像头，毫米波雷达，工业机器人，航电系统时钟同步等等。
工控机（Grand Master）2简要使用说明及指示灯说明SW2000TSN以太网交换机为例子的某一个通道的TRX-N和TRX-P两根线与被测试目标对应连接在一起，再根据需要配置端口的模式为Master或Slave. (如果接的目标设备是Master,则该端口设置为Slave,反之亦然.)。
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车载以太网解决方案
——2020年5月21日Softing中国
近年来，为了满足智能网联汽车的开发要求，车载以太网技术开始逐渐进入人们的视野。
而以太网技术已经成为下一代车载网络架构的趋势之一，其发展之迅猛，使得各主机厂纷纷产生了浓厚的兴趣并投入研发。
一、为什么使用车载以太网
1、对高带宽的要求
随着驾驶辅助系统（ADAS）、信息娱乐系统等技术的发展，目前对车载网络带宽的要求越来越高，已经超出了CAN、CAN FD等传统网络的承载能力。
这也促进了车载以太网技术的快速发展和应用。
2、线束成本
传统汽车上的线束相对较多，并且布线重量较重。
而博通公司研发的BroadR-Reach技术，采用单对的非屏蔽双绞线进行信号传输，使得电缆重量减轻30%，降低连接成本可达80%。
3、新的电气架构
传统的分布式电子电气架构已经难以承载汽车越来越复杂的功能，未来则是按照不同功能域集中控制ECU 的划分思路，采用域控制器的方法解决这一问题。
二、车载以太网协议架构
和传统以太网相比，车载以太网对物理层进行了修改。
引入了新的100BASE-T1、1000BASE-T1。
车载以太网协议通常被认为是一个5层协议系统：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，每一层都具有不同的功能。
三、业务范围
我们公司提供全流程的解决方案。
覆盖电子电器架构开发、规范定义、原型车辆开发、测试与验证的解决方案。
横跨了汽车开发的生命周期。
1、电子电气架构开发
电子电气架构开发是汽车电子电气系统的顶层设计，其目的是在功能需求、法规和设计要求等特定约束下，通过对功能、性能、成本和装配等各方面进行分析，得到最优的系统方案。
我们可以根据客户的需求，提供以下六大部分内容的服务：
2、数据库创建工具：
VisualXML是网络数据库自动转换工具。
利用标准的Excel网络调查表来描述ECU的通信矩阵，一键式轻松转换DBC、LDF、ARXML等多种文件格式，支持CAN/CANFD、LIN、以太网等总线标准，由Conversion、Split、Verification、Contrast、Editor五大功能组成。
VisualODX软件是ODX诊断数据自动转换工具。
利用标准的Excel诊断调查表来描述ECU的诊断规范，且通过该工具将Excel文件自动转化为ODX/PDX数据文件。
该软件操作简单方便，一键式转化，功能强大大大减少人力投入，同时高效快捷从而加快开发进度。
3、原型车辆开发
⚫整车电子电气功能测试是原型车辆开发不能缺少的重要环节，每个整车项目开发过程中都需要对整车所有电子电气功能进行测试，验证其是否满足设计要求。
我们根据整车厂所制定的规范，搭建车载以太网demo台架，集成100BASE-T1/1000BASE-T1/CANFD协议，支持以太网的SOME/IP、DoIP、AVB 等协议。
以下图片是车载以太网演示系统的案例。
4、ECU开发
网关控制器软件：网关控制器是整车电子电气架构中的核心部分，它连接着车上各个通信子网，可将CAN、LIN、MOST、FlexRay等在不同网络中的数据进行路由。
网关控制器保障了整个汽车的安全性与可靠性。
我们可以配合客户的整车开发计划，提供低成本、高可靠性、快捷的以太网网关设计方案，大大的加快网关产品的开发和生产。
NXP MPC5748G安全以太网网关参考设计
⚫AUTOSAR基础软件：AUTOSAR的传统平台（Classic Platform）解决了嵌入式ECU需求，但是随着驾驶辅助系统（ADAS）、信息娱乐系统等技术的发展，它已经无法满足ECU的需求。
所以需要在车辆上使用完全兼容、绝对安全、复杂度高以及计算资源需求量大的软件。
因此，AUTOSAR建立了第二个软件平台，AUTOSAR自适应平台（Adaptive Platform）。
我们将根据客户的需求，提供基于符合AUTOSAR CP和AP平台的基础软件，包括SOME/IP、DoIP、AVB等。
传统平台自适应平台
⚫Upper Tester/Lower Tester开发服务：汽车开放系统架构联盟（AUTOSAR）制定的车载以太网规范包括TCP/UDP/IP协议栈。
而在制定的规范中提出了Upper Tester和Lower Tester的重要测试概念。
Upper Tester/Lower Tester是Tester与DUT的被测核心功能模块之间的中介，可以辅助完成测试。
我们将为您提供Upper Tester/Lower Tester的开发服务，可以更加简单的实现在DUT上测试相关协议栈。
5、测试与验证
OptoLyzer Studio是一款用于车载以太网分析、仿真与测试的软件。
它可以提供消息记录、图形化、活动区、过滤、消息注入、书签并且支持多种协议。
-支持多种数据库格式：*.dbc、*.ldf、*.xml、*.arxml、*.bsdconfig、*.fdepl、*.fidl
-支持多种数据格式文件的导入导出：*.blf、*.asc、*.csv、*.pcap、*.pcapng、*.olsreplay、*.olslog、*.img、*.k2llog
-消息显示Trace/发送Send
-信号显示Data
-曲线显示Graph
-仪表盘Panel：Gauge Tile、Activity Tile、Text Tile、Progress Bar Tile、Image Tile
-总线统计Statistics
-编程：C#支持更多的功能组建，实时性更高
-过滤功能Filter
Q-Tester是一款简易使用的诊断协议软件。
该诊断协议采用ODX（ASAM MCD-2 D/ISO 22901-1）方案，诊断仪与ECU间的数据交互，依赖于核心的ODX诊断数据库。
该方案的好处是，在功能方面确定并完成相关开发工作后，就无需再对软件进行维护，对于新车型、新平台的支持通过升级ODX数据库的形式来完成，而维护数据库的工作量相对于维护软件而言，则会小很多。
这无形之中就减少了供应商的工作量，以及OEM的成本。
Q-Automation作为一款自动化的测试软件，用于测试电子控制单元（ECU）。
Q-Automation支持ASAM ATX标准，可以与其他工具共享数据。
它可以用来定义测试规范、定义测试准备、测试执行、测试评估等。
VIN|ING系列接口卡是应用创新概念的通信接口卡。
VIN|ING 2000是一款基于DoIP的可移动VCI设备。
不仅支持通过Wi-Fi或USB连接电脑的标准应用，而且也可以支持远程诊断任务和独立操作。
这是通过内置于设备中的新Softing SDE实现的-将经过验证、测试的标准基础通信组件与功能访问接口相结合。
因此，PC上的所有标准序列和功能都可以直接在VCI上重复使用，无需WLAN连接，不再有Wi-Fi连接和带宽或延迟的问题。
Technica公司从2008年以来便与BMW共同合作，一起研发了BroadR-Reach技术、车载以太网及其协议等技术开发标准测试。
其团队根据对车载以太网的深入学习研究，设计研发了一系列测试的硬件、软件工具。
通过这些产品，用户可以方便的实现车载以太网相关产品的仿真、测试、调试、监听数据等强大的功能。
⚫德国IPETRONIK公司成立于1989年，多年来一直致力于汽车行业提供安全、专业、可靠的记录仪，因其卓越的硬件品质、丰富的协议兼容、高精度的测量记录，使其得到了许多汽车企业的高度评价。
根据需求，IPETRONIK提供了多款以太网记录仪以供选择。
延续了以往的优点的同时，记录仪支持高速以太网的协议标准、更快的数据写入、取出速度，使得车载以太网测试可以顺利进行。
20 电话：+86-021-******** 地址：上海市浦东新区锦绣东路1999号麦腾智慧天地416 ⚫ 由Open Alliance 发布的TC8规范定义了ECU 从物理层到应用层的测试条目，其目的是为了提高车载
以太网ECU 之间的通信质量以及ECU 之间的兼容性。
我们与Rohde ＆Schwarz 、Spirent Communications 以及Technica 公司共同合作提供符合TC8规范和AUTOSAR 规范的车载以太网第一层到第七层的协议测试。