“RELY”

未来几年，汽车线束将从不同协议的异构互联网转移到分层的同类以太网。 在这种新情况下，实验室试验台需要分解工具来反映实际的车辆互联网，以支持正在验证的车内通信。

1 .以太网融入汽车互联网的理论基础

汽车内部的技术越来越复杂，联系也越来越紧密。 汽车内部最新的APP和功能满足了提高带宽、降低延迟、同步、高可用性、qos和降低价值成本的要求。 目前，以前流传下来的汽车中最常用的协议，即can、lin、most、flexray等，不足以满足这些未来的诉求。 在这种情况下，以太网显然是ivn (在线)的领导者，因为它与上述其他协议相比有许多特点。 (请参阅以下比较表以供参考。

网络类型

平均成本

波段宽度

复合性

公差

can

中等的

低

高电平

高电平

柔性阵列

高电平

中等的

高电平

中等的

莫斯特

中等的

中等的

中等的

低

以太网

低

高电平

中等的

低

表1 :汽车常用协议的简单比较

与其他许多领域(航空/(/K0/)航天、铁路、工业自动化等)一样，汽车领域也实现了与以太网的融合。 预计2019年汽车市场的以太坊市场将从2024亿美元增加到20亿2400万美元。 同样地，迷失与地图； 预计到2022年，sullivan的数据将超过所有其他以太网端口的总数。

2 .汽车ivn架构

过去，汽车电子系统分为几个行业。 主要是动力传动系统、底盘、车身、舒适性和诊断。 但是，近年来出现了许多新的行业，如新闻娱乐、司机补助、车内体体验、c-v2x、fog、云后端等。

图2“中央网关”+“域控制器”体系结构

以前流传的汽车ivn中，每个域都有独立的控制，基于专用的电子控制单元( ecu )，每个域内都有特定的主要功能。 现在各域之间的相互作用和依赖性要高得多，但一般都有独立的控制系统。 另外，由于遗留问题，以前到达域内的通信大多仍然基于非以太网协议。 因此，“中央网关+域控制器”是未来车辆最常用的框架之一。

如上图所示，这种基于中央网关的新体系结构需要连接到整个汽车互联网的不同域的基于以太网的主干网，即所谓的“聚合主干网”。 中央网关是以太网多端口路由器/交换机，添加了车辆控制级别的功能。 另外，特定于域的网关将每个域连接到以太网主干网。 如果域中的协议也是以太网，则域网关将成为域交换机之一。 这是因为它以两种方式之一充当常规以太网交换机。

未来几年，汽车线束将从不同协议( can、lin、most、flexray等)的异构互联网转变为分层的同质互联网。

三.面临的挑战

汽车e/e系统的第1级企业正在开发新的域网关，以将驾驶辅助和新闻娱乐域连接到车内的聚合主干网。 这两个域采用了域网关。 这是因为它属于adas高级驾驶辅助系统服务这一单一的汽车宏功能。

这些域中采用的协议是以太网，支持avb (音频视频桥)。 其理由是，在这种情况下，域网关作为多端口以太网交换机，具有针对特定功能和APP定制的功能，如以太网avb支持。 以太网AVB是一组符合ieee802.1规范的扩展，支持本地以太网传输时间和敏感的音频和视频数据的丢失。

图3 :多端口以太网域网关

在域网验证的过程中，反映实车互联网的试验台缺少了以下特定的功能:

①在试验台中记录流量，可以为域网的仿真模型提供最现实的流量；

②可以在特定条件下记录特定的帧/包。 例如，假设在ieee802.1as协议下记录时间戳之后的所有ieee802.1qat帧。 qat和as是ieee802.1规范的两个扩展，定义流存储和定时同步。

为了实现这些目的，不仅要记录通信数据量，还需要记录数据包的时间戳，能够实时动态地对互联网部分的下级通信量进行滤波和分析。

4 .处理方案

为了能够处理汽车领域的诉求，虹科推出了rely-tsn-rec。 这是一个高度专业化的分解工具，在捕获以太网流量的同时，可以在所有保存的消息中记录时间戳。

图4 :瑞丽-缇森-瑞克

该独立设备内置有过滤、时间戳记录和捕获许多复杂的以太网互联网流量等功能的逻辑，仅是经济高效、高度集成的小模块 对于本文档中介绍的特定用例，rely-tsn-rec以抽头形式安装在“正在测试的互联网”互联网链接上，可以通过服务端口远程获取记录的流量

图5 :莉莉-缇森-缇卡配置

5 .结论

第一个结论是以太网融合已经成为现实，在汽车互联网上也是如此。 同时，对汽车互联网中新设备的验证与集成提出了新的诉求:

①一致性测试:其目的是验证协议的合规性和互操作性。 汽车堆栈和组件的tcp/udp/ip一致性测试；

②协议验证和性能测试:这里的首要目的是验证基于数据平面的APP的性能，以及低级同步平面的精度和行为

③中央网关和域网关的以太网交换功能测试: avb功能、qos的预期丢包、带宽和延迟、链路故障后的切换和收敛时间以及某些节点工作不正确时的工作等。

将这些请求纳入更准确的请求中:

①能够检测出互联网上传输的实时流量

②可以对实时传输的流量进行滤波

③可以收集实时数据，并根据车辆互联网同步协议(如ieee 802.1as )标记时间戳

④根据可配置的多个顾客定义事项触发数据收集操作；

⑤将数据保存在内部的数据记录器中，传送到pc中执行之后的分解作业。

图6 :触发菜单的rely-rec condition和action的配置示例

彩虹科的独立设备记录仪rely-tsn-rec满足上述所有功能。 此外，它还是支持tsn的设备，可以升级到汽车ivn互联网的下一阶段——TSN。

在重要的系统中，重要的是将网络通信在帧级分解进行测试和取证。 此外，这种拆除的比较有效性受基础设施将帧与公共时间参考相关联的能力的限制。 彩虹科的rely-tsn-rec可以处理以上指控。 这是一种可以检查普通以太网和高可用性以太网流量并记录时间戳的设备，采用了与正在分解的互联网相同的ptp定时基准。 该设备的首要优点是对所有用例的适应性，并具有多媒体多速率以太网端口，因此基于sfp模块支持汽车领域最广泛采用的接口。

该设备包含一个强大的触发器工具，可以根据嵌套条件或两者定义触发器，并将多个操作链接到一个触发器。

支持各种输入类型的条件(模拟/数字输入信号、来自第三方系统的警报和信号、计划、同步丢失、数据包检查)，并支持输出操作(流量日志、电子邮件通知、snmp陷阱、system

为了简化对存储通信量的访问，relyrec支持可配置的过滤器，以优化存储和有效地监视存储。 这些筛选器可以由最终用户基于wireshark语义进行自定义，也可以使用基于第2层和第3层的预定义字段。

rely-rec还允许通过服务端口远程访问内部存储的记录。 设备中时间戳的事件日志简化了触发器和相应记录之间的关联。