NXP динамични мрежи в софтуера

Информация за продукта

Спецификации

• Име на продукта: Софтуерно дефинирана система за свързване в мрежа на превозни средства
• производител: NXP Semiconductors
• Тип мрежа: Софтуерно дефиниран
• Характеристики: Динамична мрежова конфигурация, актуализации по въздуха, адаптивност в реално време

Инструкции за употреба на продукта

Динамична мрежова конфигурация

• Софтуерно дефинираната система за мрежи за превозни средства (СДМС) позволява динамична конфигурация на мрежата, осигурявайки адаптивност в реално време по време на работа и променящи се сценарии. Тази функция гарантира, че мрежовите приоритети могат да се коригират с развитието на условията.

Актуализации по въздуха

• През целия жизнен цикъл на автомобила, използвайте безжични актуализации, за да внедрите подобрения на софтуера, нови функции и функционални подобрения. Този процес гарантира, че вашият автомобил е в крак с най-новите постижения.

Стандартизиран подход

• Ефективно посрещайте разнообразни изисквания, като следвате добре структуриран, стандартизиран подход към конфигурирането и преконфигурирането на мрежата. Този метод опростява процеса и повишава цялостната надеждност на системата.

ВЪВЕДЕНИЕ

• Днешните и утрешните софтуерно дефинирани превозни средства (SDV) имат все по-сложни и динамични мрежови изисквания.
• Тези изисквания се развиват не само по време на експлоатация на превозното средство, но и с актуализирането, модифицирането или новото внедряване на софтуера.
• Сложността обаче е враг на мащабируемостта, надеждността и ефективното внедряване.
• Стандартизирането на мрежовата конфигурация и реконфигурация представлява значително предимствоtagза автомобилната индустрия.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Мрежова конфигурация за SDV

• Съвременните превозни средства се програмират толкова, колкото се и произвеждат. Традиционните автомобили са имали фиксирани характеристики и възможности, определени от физическите компоненти, сглобявани на производствената линия. За разлика от тях, днешните превозни средства са силно адаптивни, като основните им характеристики – включително динамиката на шофиране – се определят от софтуер и се контролират чрез полупроводници в тандем с механични части.
• SDV-тата не са само програмируеми, но, което е още по-важно, непрекъснато препрограмируеми. През целия жизнен цикъл на превозното средство, актуализациите по въздух (OTA) позволяват подобрения на софтуера, нови функции и функционални подобрения.
• Това ниво на адаптивност зависи изцяло от стабилната мрежова свързаност в превозното средство. Всеки компонент трябва да може да изпраща и получава данни, независимо дали непрекъснато или при поискване. Изискванията към мрежата варират значително в различните превозни системи.
• Високата честотна лента и ниската латентност са от решаващо значение за критични за безопасността функции, като например системите за откриване на сблъсък. За разлика от тях, други системи, като например мигачите, изискват само периодична комуникация с ниска честотна лента и известна толерантност към латентност.
• Ефективното посрещане на тези разнообразни изисквания изисква добре структуриран, стандартизиран подход към конфигурирането и реконфигурирането на мрежата.

Защо SDV зависят от динамичната конфигурация

• Динамичната мрежова конфигурация позволява адаптивност в реално време както по време на работа, така и в други сценарии. С промяната на условията, мрежовите приоритети могат да се коригират съответно.
• Въпреки че физическите кабели и Ethernet комутаторите остават от съществено значение, SDV мрежите са предимно софтуерно дефинирани, което позволява безпроблемна реконфигурация като присъща функция на дизайна.
• Тази възможност за преконфигуриране позволява оптимизиране на превозните средства за хардуерните компоненти в специфични модели превозни средства. Тя може да помогне за постигане на по-добра консумация на енергия и адаптиране към различни условия на шофиране.
• Това ще подобри устойчивостта на грешки, като компонентите ще се наблюдават в реално време, а устройствата ще бъдат преконфигурирани, за да се смекчат евентуални повреди. Това ще помогне на програмите за прогнозна поддръжка да идентифицират части или системи на превозното средство, които е вероятно да се нуждаят от внимание.
• И ще подпомогне персонализирането и персонализирането на превозното средство за неговия потребител.
• Изискванията към мрежата ще варират в зависимост от текущата работа на превозното средство, което налага автоматизирана, контекстно-зависима конфигурация.
• Проектиране и строителство: Частите ще бъдат инсталирани и свързани в мрежа по различно време и по различни начини.tagна процесите на проектиране, създаване на прототипи, производство и тестване.
• Докато шофирате: Различните състояния и обстоятелства на шофиране ще изискват активиране, деактивиране и приоритизиране на различни компоненти, напримерampт.е. при паркиране на оживени градски улици, при шофиране по открита магистрала или през различни часове на деня и метеорологични условия. Ако бъде открита повреда, се прилага най-добрата стратегия за смекчаване на нейните последици.
• В гаража: Механиците ще трябва да могат да тестват, подменят и ремонтират компоненти безопасно, както самостоятелно, така и съвместно с останалите системи на превозното средство.
• у дома: Докато превозното средство е паркирано в алеята на собственика си, много компоненти ще бъдат изключени или неактивни. Но други, като например тези, използвани за зареждане на батерията, достъп до вратите и охрана, ще трябва да работят.
• Следователно, способността за бързо, безопасно и автоматично конфигуриране и преконфигуриране на мрежовата инфраструктура на превозното средство е от основно значение за разработването на SDV (системни превозни средства).
• Постигането на тази гъвкавост обаче е предизвикателство в днешния автомобилен пейзаж. Производителите на оригинално оборудване (OEM) и техните доставчици ще избират широка гама от компоненти, за да отговорят на изискванията за дизайн, да управляват разходите и да интегрират най-добрите в класа си технологии.
• Въпреки че тази гъвкавост е от съществено значение, произтичащата от това хетерогенност в мрежовите компоненти въвежда значителни предизвикателства за конфигурирането и преконфигурирането на мрежата.

Основни предизвикателства на нестандартизираната мрежова конфигурация:

• Оперативна съвместимост: Патентованите стандарти за конфигурация от различни производители на оригинално оборудване (OEM) и доставчици създават неефективност, изисквайки допълнителни софтуерни адаптации или дори допълнителни физически компоненти.
• Проблеми с интеграцията възникват, когато компонентите изискват комуникация между посредници, което добавя сложност, която може да повлияе на надеждността и безопасността.
• Мащабируемост: Производителите на оригинално оборудване (OEM) се възползват от стандартизирани електронни/електрически (E/E) и софтуерни архитектури, които могат да се използват повторно в множество модели превозни средства. Компонентите, които изискват уникални конфигурации за специфични части, възпрепятстват тази мащабируемост, намаляват ефективността и увеличават инженерните разходи.
• Усилия и разходи за интеграция: Персонализираните конфигурации увеличават разходите, като увеличават времето за валидиране и тестване. Тези разходи се простират и до поддръжката, тъй като всякакви промени в архитектурата на SDV може да изискват многократна валидация, за да се гарантира съвместимост и надеждност.
  Киберсигурност: Непоследователните конфигурации въвеждат неизвестни уязвимости, разширяват повърхността за атака на превозното средство и усложняват усилията за смекчаване на заплахите. Стандартизацията е от съществено значение за прилагането на единни политики за сигурност в цялата мрежа.

Общ модел на конфигурация

• Автомобилната индустрия би спечелила значително от общ модел за мрежова конфигурация, универсален протокол и език, които могат да се използват за програмиране на мрежови връзки между всички устройства. Това не изисква никаква промяна в използваните компоненти. Както беше обсъдено, налагането на подобни ограничения би било в противоречие с интересите на производителите и потребителите. По-скоро става въпрос за промяна на начина, по който тези компоненти са свързани, конфигурирани и преконфигурирани. В духа на SDV архитектурата, тя е много по-фокусирана върху софтуера, отколкото върху хардуера.
• В много отношения предимствата на общия конфигурационен модел са огледален образ на недостатъците.tagна нашата настояща нестандартна среда.
• Там, където оперативната съвместимост в момента е предизвикателство, със стандартизиран модел тя става рационализирана и безпроблемна, независимо дали компонентите идват от един или много производители. Мащабируемостта и повторното използване на код са осигурени, тъй като конфигурациите на мрежовия софтуер са написани по общ стандарт и използват едни и същи протоколи. Разходите за разработка и времето за пускане на пазара са намалени, тъй като валидирането, тестването и осигуряването на съответствие с различни индустриални стандарти биха били опростени поради намаляване на сложността на мрежовия дизайн. По същия начин киберсигурността е не само опростена, но и по-ефективна поради повишената видимост в цялата мрежа.

Индустриални стандарти

• YANG (Yet Another Next Generation - Още едно Следващо Поколение) и MIB (Management Information Base - База за Управленска Информация) се използват за управление на мрежата, но се различават значително по подход и обхват. YANG е език за моделиране на данни, предназначен за моделиране на конфигурацията и данните за състоянието на мрежови устройства по структуриран начин, обикновено използван с NETCONF за автоматизация и динамично управление. YANG поддържа широк спектър от мрежови услуги и осигурява по-добра гъвкавост за моделиране на сложни мрежови конфигурации, позволявайки по-прецизен контрол и конфигурация. От друга страна, MIB, използван предимно със SNMP (Simple Network Management Protocol - Протокол за Опростено Мрежово Управление), предлага статична, предварително дефинирана структура за представяне на данните за мрежовите устройства. Въпреки че MIB се използва широко в управлението на наследени мрежи, той няма гъвкавостта и разширяемостта на YANG, особено когато става въпрос за обработка на сложни, динамични конфигурации. YANG е по-подходящ за съвременно управление на мрежата, особено в среди, които изискват автоматизация и адаптивност в реално време.
• За автомобилни случаи на употреба, съществуващите YANG модели често се нуждаят от разширения, за да отговорят на уникалните изисквания на автомобилните мрежи. Традиционните YANG модели обикновено са проектирани за общи мрежови и комуникационни сценарии, но автомобилните системи имат специфични нужди. Разширяването на YANG моделите позволява интегрирането на специфични за автомобила изисквания, което позволява по-ефективно управление на съвременните автомобилни мрежи.
• Няколко протокола за управление се използват с YANG, включително NETCONF, RESTCONF, gNMI и CORECONF. NETCONF се използва широко за надеждно и цялостно управление, предлагайки поддръжка за разширени операции. RESTCONF, използвайки HTTP методи, предоставя по-опростен интерфейс, идеален за... web-базирани приложения. gNMI, базиран на gRPC, е особено подходящ за високопроизводителни, телеметрични и стрийминг приложения. CORECONF, по-лек протокол, предлага рационализиран подход с минимални режийни разходи, което го прави чудесен избор за среди, изискващи бързи промени в конфигурацията в реално време с ниски изисквания за латентност. Неговата простота и фокус върху основни конфигурационни задачи го правят убедителна опция за съвременна мрежова автоматизация, особено когато лекотата на използване и ефективността са приоритет. Въпреки че не е толкова широко възприет като NETCONF или RESTCONF, ясният дизайн на CORECONF гарантира, че той осигурява бързо и ефективно управление на мрежовите устройства.
• CORECONF използва методи CoAP (Constrained Application Protocol) за достъп до структурирани данни, дефинирани в YANG. CoAP е лек протокол, предназначен за устройства и мрежи с ограничени ресурси, често използван в IoT приложения.
• Работи през UDP за по-ниски разходи, като дава приоритет на скоростта и ефективността. CoAP следва модел клиент-сървър заявка/отговор и използва CBOR за компактно кодиране на данни. Въпреки използването на UDP, CoAP включва функции за надеждност, като повторни предавания и потвърждения.
• CoAP също така поддържа DTLS за сигурност, осигурявайки криптирана комуникация. Неговият дизайн с ниски режийни разходи го прави идеален за по-малко мощни устройства.
• В някои случаи данните, кодирани в CBOR, могат да се предават директно през суров Ethernet, без да е необходим TCP/IP стек. Това е особено полезно за устройства с ограничени ресурси, които не изискват пълния обем на традиционния мрежов стек.
• Чрез заобикаляне на TCP/IP слоевете, тези устройства могат да комуникират по-ефективно, намалявайки латентността и спестявайки ресурси като памет и процесорна мощност. Този подход често се използва в специализирани приложения като индустриален IoT или автомобилни системи, където комуникацията с ниска латентност и минималната консумация на ресурси са от съществено значение за работа в реално време.
• Стандартизирането на модела на данните е от решаващо значение за осигуряване на съгласуваност и оперативна съвместимост между различните системи, особено в сложни среди като автомобилните или IoT мрежите.
• Добре дефинираният модел на данни осигурява унифициран подход за управление на конфигурацията, мониторинга и контрола, позволявайки безпроблемна комуникация между различните компоненти. Гъвкавостта в транспортния протокол обаче е също толкова важна. Различните устройства имат различни ограничения на ресурсите, комуникационни нужди и мрежови среди. Чрез поддръжката на множество транспортни протоколи, системата може да се адаптира към тези разнообразни изисквания, осигурявайки ефективна и надеждна комуникация между широк спектър от устройства, от сензори с ниска консумация на енергия до високопроизводителни контролери.
• Разширенията се добавят само когато стандартите не са достатъчни
• Фигура 2: Стандартизирани опции за конфигурация.
• (Забележка: Стандартизацията е започнала в OPEN Alliance TC-19)
• Фигура 3: Стандартизирани опции за мониторинг и диагностика.
• (Забележка: Стандартизацията е започнала в OPEN Alliance TC-19)

В обобщение

• Липсата на стандартизирана мрежова конфигурация добавя ненужна сложност за производителите на превозни средства, тъй като те разработват следващото поколение софтуерно дефинирани превозни средства. Унифицираният подход е от съществено значение за осигуряване на мащабируемост, сигурност и ефективност.
• Това предизвикателство засяга цялата автомобилна екосистема – производителите на оригинално оборудване (OEM), доставчиците на електронно оборудване и доставчиците на софтуер. Справянето с него изисква координирани усилия в целия отрасъл за разработване и приемане на хармонизирани стандарти за мрежова конфигурация. Стандартизацията не е просто техническа необходимост – тя е стратегически императив за ускоряване на иновациите, като същевременно се намалява сложността и разходите.
• Съществуват пропуски в настоящите алтернативи за мрежова конфигурация в специфични за автомобилната индустрия случаи на употреба, поради което е налице това разнообразие от решения.
• Но тези пропуски далеч не са непреодолими. Съгласуваните, съвместни усилия за разработване на отворени стандарти и паралелният стремеж за приемане на тези стандарти в автомобилния сектор ще донесат богати ползи. Всяка компания в нашия сектор ще се възползва.
• Фигура 4: S32J100 дава възможност на производителите да създават рационализирани мрежи за превозни средства

NXP CoreRide мрежова връзка

• Въпреки че единният, стандартен модел за динамично свързване в мрежа остава предизвикателство за автомобилната индустрия, NXP вече опрости съвременните мрежи за превозни средства чрез въвеждането на мрежата NXP CoreRide, в основата на която е семейството високопроизводителни Ethernet комутатори S32J.
• Семейството S32J споделя общо комутационно ядро, NXP NETC, с най-новите микроконтролери и процесори S32 на NXP. Общото комутационно ядро ​​рационализира интеграцията, предоставяйки на производителите по-ефективни, мащабируеми и гъвкави мрежови решения.
• В исторически план, разработването на електронни контролери (ECU) е включвало интегрирането на множество полупроводникови и софтуерни компоненти от различни доставчици, всеки от които изисква различна конфигурация и поддръжка.
• Липсата на общи стандарти доведе до повишена сложност, по-бавни срокове за проектиране и разработка и по-висок риск от грешки.
• Мрежовата работа на NXP CoreRide революционизира този процес и опростява управлението на мрежата за всеки възел в мрежата на превозното средство, като предоставя унифициран подход към управлението на мрежата.
• Този подход позволява на производителите на оригинално оборудване (OEM) да проектират и изграждат рационализирани, гъвкави архитектури на превозни средства, които могат лесно да се адаптират към различни изисквания в различните модели превозни средства и производствени нива.

Обслужване на клиенти

Как да стигнете до нас

• Начална страница: nxp.com
• Web поддръжка: nxp.com/support
• САЩ/Европа или непосочени местоположения:
  • NXP Semiconductors USA, Inc.
  • Технически информационен център, EL516
  • 2100 Ийст Елиът Роуд
  • Темпе, Аризона 85284
  • + 18005216274 или + 14807682130
  • nxp.com/support
• Европа, Близкия изток и Африка:
  • NXP Semiconductors Germany GmbH
  • Технически информационен център Шацбоген 7
  • 81829 Мюнхен, Германия
  • +441296380456 (английски)
  • +468 52200080 (английски)
  • +4989 92103559 (немски)
  • +33169354848 (френски)
  • nxp.com/support
• Япония:
  • NXP Япония ООД
  • Кула „Йебису Гардън Плейс“ 24-ти етаж,
  • 4-20-3, Ебису, Шибуя-ку,
  • Токио 1506024, Япония
  • 0120950032 (безплатен вътрешен номер)
  • nxp.com/jp/support
• Азия / Тихия океан:
  • NXP Semiconductors Хонконг ООД
  • Технически информационен център
  • улица „Дай Кинг“ 2
  • Индустриална зона Тай По
  • Тай По, NT, Хонконг
  • +80026668080
  • support.asia@nxp.com

Разван Петре

• Старши маркетинг мениджър, NXP Semiconductors
• Разван Петре ръководи продуктовата стратегия за автомобилни Ethernet комутатори, включително иновативното семейство S32J, в екипа за Ethernet мрежови решения в NXP.
• Със силен фокус върху иновациите, пазарните тенденции и нуждите на клиентите, Razvan разработва мрежови решения, които отговарят на променящите се изисквания на автомобилната индустрия.
• nxp.com/S32J100
• NXP и логото на NXP са търговски марки на NXP BV Всички други имена на продукти или услуги са собственост на съответните им собственици. © 2025 NXP BV
• Номер на документа: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0

Често задавани въпроси

• В: Защо динамичната мрежова конфигурация е от съществено значение за софтуерно дефинираните превозни средства?
  • A: Динамичната мрежова конфигурация позволява адаптивност в реално време, гарантирайки, че мрежовите приоритети могат да се коригират въз основа на променящите се условия по време на работа на превозното средство.
• В: Какви са основните предимства на безжичните актуализации за SDV?
  • A: Актуализациите по въздуха позволяват подобрения на софтуера, нови функции и функционални подобрения през целия жизнен цикъл на автомобила, като го поддържат в крак с най-новите постижения.
• В: Как стандартизираният подход към мрежовата конфигурация е от полза за автомобилната индустрия?
  • A: Стандартизирането на мрежовата конфигурация и реконфигурация предлага значително предимствоtagза автомобилната индустрия чрез подобряване на мащабируемостта, надеждността и ефективното внедряване.

Документи / Ресурси

NXP динамични мрежи в софтуера [pdf] Ръководство за потребителя Динамично мрежово взаимодействие в софтуера, софтуер

Референции

• Ръководство за потребителя