NXP dinamičko umrežavanje u softveru

Informacije o proizvodu

Specifikacije

• Naziv proizvoda: Softverski definirani mrežni sistem za vozila
• Proizvođač: NXP Semiconductors
• Vrsta mreže: Softverski definirano
• Karakteristike: Dinamička konfiguracija mreže, ažuriranja putem bežične mreže, prilagodljivost u stvarnom vremenu

Upute za upotrebu proizvoda

Dinamička konfiguracija mreže

• Softverski definirani mrežni sistem vozila (Software-Defined Vehicle Networking System) omogućava dinamičku konfiguraciju mreže, omogućavajući prilagodljivost u realnom vremenu tokom rada i promjenjivih scenarija. Ova funkcija osigurava da se prioriteti mreže mogu prilagođavati kako se uslovi mijenjaju.

Over-the-Air ažuriranja

• Tokom životnog ciklusa vozila, koristite bežična ažuriranja kako biste implementirali poboljšanja softvera, nove funkcije i funkcionalna poboljšanja. Ovaj proces osigurava da vaše vozilo ostane ažurirano s najnovijim dostignućima.

Standardizirani pristup

• Efikasno ispunite različite zahtjeve slijedeći dobro strukturiran, standardiziran pristup konfiguraciji i rekonfiguraciji mreže. Ova metoda pojednostavljuje proces i poboljšava ukupnu pouzdanost sistema.

UVOD

• Današnja i sutrašnja softverski definirana vozila (SDV) imaju sve složenije i dinamičnije mrežne zahtjeve.
• Ovi zahtjevi se mijenjaju ne samo tokom rada vozila, već i kako se softver ažurira, modificira ili ponovo uvodi.
• Međutim, složenost je neprijatelj skalabilnosti, pouzdanosti i efikasne implementacije.
• Standardizacija konfiguracije i rekonfiguracije mreže predstavlja značajnu prednosttagza automobilsku industriju.

KARAKTERISTIKE

Konfiguracija mreže za SDV

• Moderna vozila se sada programiraju podjednako kao što se i grade. Tradicionalni automobili imali su fiksne karakteristike i mogućnosti definirane fizičkim komponentama sastavljenim na proizvodnoj traci. Nasuprot tome, današnja vozila su vrlo prilagodljiva, s osnovnim atributima - uključujući dinamiku vožnje - određenim softverom i kontroliranim putem poluprovodnika u tandemu s mehaničkim dijelovima.
• SDV-ovi nisu samo programabilni, već, što je još važnije, kontinuirano reprogramabilni. Tokom životnog ciklusa vozila, bežična (OTA) ažuriranja omogućavaju poboljšanja softvera, nove funkcije i funkcionalna poboljšanja.
• Ovaj nivo prilagodljivosti u potpunosti zavisi od robusne mreže u vozilu. Svaka komponenta mora biti u stanju slati i primati podatke, bilo kontinuirano ili na zahtjev. Zahtjevi mreže se uveliko razlikuju u zavisnosti od sistema vozila.
• Visoka propusnost i niska latencija su ključni za sigurnosno kritične funkcije kao što su sistemi za detekciju sudara. Nasuprot tome, drugi sistemi, poput pokazivača smjera, zahtijevaju samo povremenu komunikaciju niske propusnosti s određenom tolerancijom za latenciju.
• Efikasno ispunjavanje ovih raznolikih zahtjeva zahtijeva dobro strukturiran, standardiziran pristup konfiguraciji i rekonfiguraciji mreže.

Zašto SDV-ovi zavise od dinamičke konfiguracije

• Dinamička konfiguracija mreže omogućava prilagodljivost u realnom vremenu, kako tokom rada, tako i u drugim scenarijima. Kako se uslovi mijenjaju, prioriteti mreže se mogu shodno tome prilagoditi.
• Dok fizički kablovi i Ethernet prekidači ostaju neophodni, SDV mreže su prvenstveno softverski definirane, što omogućava besprijekornu rekonfiguraciju kao inherentnu karakteristiku dizajna.
• Ova mogućnost rekonfiguracije omogućava optimizaciju vozila za hardverske komponente u specifičnim modelima vozila. Može pomoći u postizanju bolje potrošnje energije i prilagođavanju različitim uslovima vožnje.
• To će poboljšati toleranciju grešaka, s komponentama koje se prate u stvarnom vremenu i uređajima koji se rekonfiguriraju kako bi se ublažili bilo kakvi kvarovi. To će pomoći da se programima prediktivnog održavanja omogući identifikacija dijelova vozila ili sistema kojima je vjerovatno potrebna pažnja.
• I pomoći će u personalizaciji i prilagođavanju vozila za njegovog korisnika.
• Mrežni zahtjevi će varirati ovisno o trenutnom radu vozila, što će zahtijevati automatiziranu konfiguraciju koja uzima u obzir kontekst.
• Dizajn i konstrukcija: Dijelovi će biti instalirani i umreženi u različito vrijeme i u različitim vremenskim intervalima.tagprocese dizajna, izrade prototipa, proizvodnje i testiranja.
• Tokom vožnje: Različita stanja i okolnosti vožnje zahtijevat će aktiviranje, deaktiviranje i davanje prioriteta različitim komponentama, na primjerampnpr. prilikom parkiranja na prometnim gradskim ulicama, prilikom vožnje na otvorenom autoputu ili u različito doba dana i vremenskih uslova. Ako se otkrije kvar, primjenjuje se najbolja strategija za ublažavanje tog kvara.
• U garaži: Mehaničari će morati biti u stanju da sigurno testiraju, zamjenjuju i popravljaju komponente, kako izolovano tako i u saradnji s ostatkom sistema vozila.
• kod kuće: Dok je vozilo parkirano u vlasnikovom dvorištu, mnoge komponente će biti isključene ili neaktivne. Ali druge, poput onih koje se koriste za punjenje baterije, pristup vratima i sigurnost, morat će biti u funkciji.
• Mogućnost brzog, sigurnog i automatskog konfiguriranja i rekonfiguriranja mrežne infrastrukture vozila je stoga fundamentalna za razvoj SDV-a.
• Međutim, postizanje ove fleksibilnosti je izazovno u današnjem automobilskom okruženju. Proizvođači originalne opreme (OEM) i njihovi dobavljači će odabrati širok spektar komponenti kako bi ispunili zahtjeve dizajna, upravljali troškovima i integrirali najbolje tehnologije u klasi.
• Iako je ova fleksibilnost ključna, rezultirajuća heterogenost mrežnih komponenti predstavlja značajne izazove za konfiguraciju i rekonfiguraciju mreže.

Ključni izazovi nestandardizirane konfiguracije mreže:

• interoperabilnost: Vlasnički standardi konfiguracije različitih proizvođača originalne opreme (OEM) i dobavljača stvaraju neefikasnost, zahtijevajući dodatne softverske prilagodbe ili čak dodatne fizičke komponente.
• Problemi s integracijom nastaju kada komponente zahtijevaju komunikaciju posrednika, što dodaje složenost koja može utjecati na pouzdanost i sigurnost.
• Skalabilnost: Proizvođači originalne opreme (OEM) imaju koristi od standardiziranih elektronskih/električnih (E/E) i softverskih arhitektura koje se mogu ponovo koristiti u više modela vozila. Komponente koje zahtijevaju jedinstvene konfiguracije za određene dijelove ometaju ovu skalabilnost, smanjujući efikasnost i povećavajući inženjerske troškove.
• Trud i troškovi integracije: Prilagođene konfiguracije povećavaju troškove povećanjem vremena validacije i testiranja. Ovi troškovi se odnose i na održavanje, jer bilo kakve promjene u SDV arhitekturi mogu zahtijevati ponovljenu validaciju kako bi se osigurala kompatibilnost i pouzdanost.
  sajber sigurnost: Nedosljedne konfiguracije uvode nepoznate ranjivosti, proširuju površinu napada vozila i kompliciraju napore za ublažavanje prijetnji. Standardizacija je ključna za provođenje jedinstvenih sigurnosnih politika u cijeloj mreži.

Uobičajeni model konfiguracije

• Automobilska industrija bi imala znatne koristi od zajedničkog modela konfiguracije mreže, univerzalnog protokola i jezika koji se može koristiti za programiranje mrežnih veza na svim uređajima. To ne zahtijeva nikakve promjene u korištenim komponentama. Kao što je već spomenuto, nametanje takvih ograničenja bilo bi u velikoj mjeri protiv interesa proizvođača i potrošača. Umjesto toga, radi se o promjeni načina na koji su te komponente povezane, konfigurirane i rekonfigurirane. U duhu SDV arhitekture, mnogo je više fokusirana na softver nego na hardver.
• U mnogim aspektima, prednosti zajedničkog konfiguracijskog modela su odraz nedostataka.tagnašeg trenutnog nestandardnog okruženja.
• Tamo gdje je interoperabilnost trenutno izazov, sa standardiziranim modelom, ona postaje pojednostavljena i besprijekorna, bez obzira na to da li komponente dolaze od jednog ili više proizvođača. Skalabilnost i ponovna upotreba koda su omogućene jer su konfiguracije mrežnog softvera napisane prema zajedničkom standardu i koriste iste protokole. Troškovi razvoja i vrijeme izlaska na tržište su smanjeni, jer bi validacija, testiranje i osiguranje usklađenosti s različitim industrijskim standardima bili pojednostavljeni zbog smanjenja složenosti dizajna mreže. Isto tako, kibernetička sigurnost nije samo pojednostavljena, već je i efikasnija zbog povećane vidljivosti u cijeloj mreži.

Industrijski standardi

• YANG (Yet Another Next Generation - Još jedna sljedeća generacija) i MIB (Management Information Base - baza informacija za upravljanje) se koriste za upravljanje mrežom, ali se značajno razlikuju u pristupu i opsegu. YANG je jezik za modeliranje podataka dizajniran za modeliranje konfiguracije i podataka o stanju mrežnih uređaja na strukturiran način, a obično se koristi s NETCONF-om za automatizaciju i dinamičko upravljanje. YANG podržava širok raspon mrežnih usluga i pruža bolju fleksibilnost za modeliranje složenih mrežnih konfiguracija, omogućavajući precizniju kontrolu i konfiguraciju. S druge strane, MIB, koji se prvenstveno koristi sa SNMP-om (Simple Network Management Protocol - jednostavan protokol za upravljanje mrežom), nudi statičku, unaprijed definiranu strukturu za predstavljanje podataka mrežnih uređaja. Iako se MIB široko koristi u upravljanju naslijeđenim mrežama, nedostaje mu fleksibilnost i proširivost YANG-a, posebno kada je u pitanju rukovanje složenim, dinamičkim konfiguracijama. YANG je pogodniji za moderno upravljanje mrežom, posebno u okruženjima koja zahtijevaju automatizaciju i prilagodljivost u stvarnom vremenu.
• Za slučajeve upotrebe u automobilskoj industriji, postojeći YANG modeli često zahtijevaju proširenja kako bi zadovoljili jedinstvene zahtjeve mreža vozila. Tradicionalni YANG modeli su uglavnom dizajnirani za generičke scenarije umrežavanja i komunikacije, ali automobilski sistemi imaju specifične potrebe. Proširivanje YANG modela omogućava integraciju specifičnih zahtjeva za automobilsku industriju, omogućavajući efikasnije upravljanje modernim mrežama vozila.
• Nekoliko protokola za upravljanje se koristi s YANG-om, uključujući NETCONF, RESTCONF, gNMI i CORECONF. NETCONF se široko koristi za pouzdano, sveobuhvatno upravljanje, nudeći podršku za napredne operacije. RESTCONF, koristeći HTTP metode, pruža jednostavniji interfejs, idealan za web-bazirane aplikacije. gNMI, zasnovan na gRPC-u, posebno je pogodan za slučajeve korištenja visokih performansi, telemetrije i streaminga. CORECONF, lakši protokol, nudi pojednostavljeni pristup s minimalnim opterećenjem, što ga čini odličnim izborom za okruženja koja zahtijevaju brze promjene konfiguracije u stvarnom vremenu s niskim zahtjevima za latencijom. Njegova jednostavnost i fokus na bitne zadatke konfiguracije čine ga uvjerljivom opcijom za modernu automatizaciju mreža, posebno kada su jednostavnost korištenja i efikasnost prioritet. Iako nije toliko široko prihvaćen kao NETCONF ili RESTCONF, CORECONF-ov jednostavan dizajn osigurava brzo i efikasno upravljanje mrežnim uređajima.
• CORECONF koristi CoAP (Constrained Application Protocol) metode za pristup strukturiranim podacima definiranim u YANG-u. CoAP je lagani protokol dizajniran za uređaje i mreže s ograničenim resursima, koji se često koristi u IoT aplikacijama.
• Radi preko UDP-a za manje opterećenje, dajući prioritet brzini i efikasnosti. CoAP slijedi model klijent-server zahtjeva/odgovora i koristi CBOR za kompaktno kodiranje podataka. Uprkos korištenju UDP-a, CoAP uključuje funkcije za pouzdanost, poput ponovnih prijenosa i potvrda.
• CoAP također podržava DTLS za sigurnost, osiguravajući šifriranu komunikaciju. Njegov dizajn s niskim opterećenjem čini ga savršenim za manje snažne uređaje.
• U nekim slučajevima, podaci kodirani u CBOR-u mogu se prenositi direktno preko sirovog Etherneta bez potrebe za TCP/IP stekom. Ovo je posebno korisno za uređaje s ograničenim resursima koji ne zahtijevaju puni opterećenje tradicionalnog mrežnog steka.
• Zaobilaženjem TCP/IP slojeva, ovi uređaji mogu efikasnije komunicirati, smanjujući latenciju i štedeći resurse poput memorije i procesorske snage. Ovaj pristup se često koristi u specijaliziranim aplikacijama poput industrijskog IoT-a ili automobilskih sistema, gdje su komunikacija s niskom latencijom i minimalna potrošnja resursa ključni za rad u stvarnom vremenu.
• Standardizacija modela podataka ključna je za osiguranje konzistentnosti i interoperabilnosti između različitih sistema, posebno u složenim okruženjima poput automobilskih ili IoT mreža.
• Dobro definiran model podataka pruža jedinstven pristup za upravljanje konfiguracijom, praćenjem i kontrolom, omogućavajući besprijekornu komunikaciju između različitih komponenti. Međutim, fleksibilnost u transportnom protokolu je podjednako važna. Različiti uređaji imaju različita ograničenja resursa, komunikacijske potrebe i mrežna okruženja. Podržavanjem više transportnih protokola, sistem se može prilagoditi ovim različitim zahtjevima, osiguravajući efikasnu i pouzdanu komunikaciju između širokog spektra uređaja, od senzora male snage do visokoperformansnih kontrolera.
• Proširenja se dodaju samo kada standardi nisu dovoljni
• Slika 2: Standardizirane opcije konfiguracije.
• (Napomena: Standardizacija je započeta u OPEN Alliance TC-19)
• Slika 3: Standardizirane opcije praćenja i dijagnostike.
• (Napomena: Standardizacija je započeta u OPEN Alliance TC-19)

Ukratko

• Nedostatak standardizirane konfiguracije mreže dodaje nepotrebnu složenost proizvođačima vozila dok razvijaju sljedeću generaciju softverski definiranih vozila. Jedinstveni pristup je ključan za osiguranje skalabilnosti, sigurnosti i efikasnosti.
• Ovaj izazov utiče na cijeli automobilski ekosistem - proizvođače originalne opreme (OEM), dobavljače elektronske opreme i dobavljače softvera. Njegovo rješavanje zahtijeva koordiniran napor cijele industrije za razvoj i usvajanje usklađenih standarda konfiguracije mreže. Standardizacija nije samo tehnička nužnost - to je strateški imperativ za ubrzanje inovacija uz istovremeno smanjenje složenosti i troškova.
• Postoje praznine u trenutnim alternativama za konfiguraciju mreže u slučajevima specifične upotrebe u automobilskoj industriji, zbog čega je u igri ova raznolikost rješenja.
• Ali ovi nedostaci su daleko od nepremostivih. Zajednički napori za razvoj otvorenih standarda i paralelni napori za usvajanje ovih standarda u automobilskom sektoru donijet će bogate nagrade. Svaka kompanija u našem sektoru će imati koristi.
• Slika 4: S32J100 omogućava proizvođačima da kreiraju pojednostavljene mreže vozila

NXP CoreRide umrežavanje

• Iako jedinstveni, standardni model za dinamičko umrežavanje ostaje izazov za automobilsku industriju, NXP je već pojednostavio moderno umrežavanje vozila uvođenjem NXP CoreRide umrežavanja, u čijem je središtu porodica visokoperformansnih Ethernet prekidača S32J.
• S32J porodica dijeli zajedničku jezgru prekidača, NXP NETC, sa najnovijim NXP-ovim S32 mikrokontrolerima i procesorima. Zajednička jezgra prekidača pojednostavljuje integraciju, pružajući proizvođačima efikasnija, skalabilnija i fleksibilnija mrežna rješenja.
• Historijski gledano, razvoj ECU-a (elektronskih upravljačkih jedinica) uključivao je integraciju brojnih poluprovodničkih i softverskih komponenti različitih dobavljača, od kojih je svaka zahtijevala zasebnu konfiguraciju i podršku.
• Odsustvo zajedničkih standarda dovelo je do povećane složenosti, sporijih rokova dizajna i razvoja, te većeg rizika od grešaka.
• NXP CoreRide umrežavanje revolucionira ovaj proces i pojednostavljuje upravljanje mrežom za svaki čvor unutar mreže vozila pružajući objedinjeni pristup upravljanju mrežom.
• Ovaj pristup omogućava proizvođačima originalne opreme (OEM) da dizajniraju i izgrade pojednostavljene, fleksibilne arhitekture vozila koje se mogu lako prilagoditi različitim zahtjevima različitih modela vozila i proizvodnih nivoa.

Služba za korisnike

Kako do nas

• Početna stranica: nxp.com
• Web Podrška: nxp.com/support
• SAD / Evropa ili lokacije koje nisu navedene:
  • NXP Semiconductors USA, Inc.
  • Tehnički informacioni centar, EL516
  • 2100 East Elliot Road
  • Tempe, Arizona 85284
  • + 18005216274 ili + 14807682130
  • nxp.com/support
• Evropa, Bliski istok i Afrika:
  • NXP Semiconductors Njemačka GmbH
  • Tehnički informacioni centar Schatzbogen 7
  • 81829 München, Njemačka
  • +441296380456 (engleski)
  • +468 52200080 (engleski)
  • +4989 92103559 (njemački)
  • +33169354848 (francuski)
  • nxp.com/support
• Japan:
  • NXP Japan d.o.o.
  • Toranj Yebisu Garden Place 24. sprat,
  • 4-20-3, Ebisu, Shibuya-ku,
  • Tokio 1506024, Japan
  • 0120950032 (Besplatni domaći pozivi)
  • nxp.com/jp/support
• Azija / Pacifik:
  • NXP Semiconductors Hong Kong Ltd.
  • Centar za tehničke informacije
  • 2 Dai King Street
  • Tai Po Industrial Estate
  • Tai Po, NT, Hong Kong
  • +80026668080
  • support.asia@nxp.com

Razvan Petre

• Viši menadžer marketinga, NXP Semiconductors
• Razvan Petre vodi strategiju proizvoda za automobilske Ethernet prekidače, uključujući inovativnu porodicu S32J, unutar tima za Ethernet mrežna rješenja u NXP-u.
• Sa snažnim fokusom na inovacije, tržišne trendove i potrebe kupaca, Razvan unapređuje mrežna rješenja koja zadovoljavaju rastuće zahtjeve automobilske industrije.
• nxp.com/S32J100
• NXP i NXP logo su zaštitni znakovi kompanije NXP BV. Svi ostali nazivi proizvoda ili usluga vlasništvo su njihovih vlasnika. © 2025 NXP BV
• Broj dokumenta: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0

Često postavljana pitanja

• P: Zašto je dinamička konfiguracija mreže neophodna za softverski definirana vozila?
  • A: Dinamička konfiguracija mreže omogućava prilagodljivost u realnom vremenu, osiguravajući da se prioriteti mreže mogu prilagoditi na osnovu promjenjivih uslova tokom rada vozila.
• P: Koje su ključne prednosti bežičnih ažuriranja za SDV-ove?
  • A: Ažuriranja putem bežične mreže omogućavaju poboljšanja softvera, nove funkcije i funkcionalna poboljšanja tokom cijelog životnog ciklusa vozila, održavajući ga ažuriranim s najnovijim dostignućima.
• P: Kako standardizirani pristup konfiguraciji mreže koristi automobilskoj industriji?
  • A: Standardizacija konfiguracije i rekonfiguracije mreže nudi značajnu prednosttagza automobilsku industriju poboljšanjem skalabilnosti, pouzdanosti i efikasne implementacije.

Dokumenti / Resursi

NXP dinamičko umrežavanje u softveru [pdf] Korisnički priručnik Dinamičko umrežavanje u softveru, softver

Reference

• Uputstvo za upotrebu