Redes dinámicas de NXP no software

Información do produto

Especificacións

• Nome do produto: Sistema de rede de vehículos definido por software
• Fabricante: NXP Semicondutores
• Tipo de rede: Definido por software
• Características: Configuración de rede dinámica, actualizacións sen fíos, adaptabilidade en tempo real

Instrucións de uso do produto

Configuración de rede dinámica

• O sistema de rede de vehículos definido por software permite a configuración dinámica da rede, o que permite a adaptabilidade en tempo real durante o funcionamento e os cambios de escenarios. Esta característica garante que as prioridades da rede se poidan axustar a medida que as condicións evolucionan.

Actualizacións por aire

• Ao longo do ciclo de vida do vehículo, utiliza actualizacións sen fíos para implementar melloras de software, novas funcións e melloras funcionais. Este proceso garante que o teu vehículo se manteña ao día cos últimos avances.

Enfoque estandarizado

• Satisfacer de xeito eficiente diversos requisitos seguindo unha estratexia ben estruturada e estandarizada para a configuración e reconfiguración da rede. Este método simplifica o proceso e mellora a fiabilidade xeral do sistema.

INTRODUCIÓN

• Os vehículos definidos por software (SDV) de hoxe e de mañá teñen requisitos de rede cada vez máis complexos e dinámicos.
• Estes requisitos evolucionan non só mentres o vehículo está en funcionamento, senón tamén a medida que o software se actualiza, modifica ou implementa de novo.
• Non obstante, a complexidade é inimiga da escalabilidade, a fiabilidade e a implementación eficiente.
• A estandarización da configuración e reconfiguración da rede presenta unha vantaxe considerabletages para a industria do automóbil.

CARACTERÍSTICAS

Configuración de rede para o SDV

• Os vehículos modernos prográmanse tanto como se constrúen. Os automóbiles tradicionais tiñan características e capacidades fixas definidas polos compoñentes físicos ensamblados na liña de produción. En contraste, os vehículos actuais son moi adaptables, con atributos fundamentais, incluída a dinámica de condución, determinados por software e controlados mediante semicondutores en conxunto con pezas mecánicas.
• Os SDV non só son programables, senón que, o que é máis importante, son continuamente reprogramables. Ao longo do ciclo de vida do vehículo, as actualizacións sen fíos (OTA) permiten melloras no software, novas características e melloras funcionais.
• Este nivel de adaptabilidade depende enteiramente dunha rede robusta no vehículo. Cada compoñente debe ser capaz de enviar e recibir datos, xa sexa de forma continua ou baixo demanda. As demandas de rede varían moito entre os diferentes sistemas do vehículo.
• Un ancho de banda elevado e unha latencia baixa son fundamentais para funcións críticas para a seguridade, como os sistemas de detección de colisións. Pola contra, outros sistemas, como os indicadores de xiro, só requiren comunicación intermitente e de baixo ancho de banda con certa tolerancia á latencia.
• Satisfacer estes diversos requisitos de xeito eficiente require unha abordaxe ben estruturada e estandarizada para a configuración e reconfiguración da rede.

Por que as SDV dependen da configuración dinámica

• A configuración dinámica da rede permite a adaptabilidade en tempo real tanto durante o funcionamento como noutros escenarios. A medida que cambian as condicións, as prioridades da rede poden axustarse en consecuencia.
• Aínda que os cables físicos e os conmutadores Ethernet seguen sendo esenciais, as redes SDV están principalmente definidas por software, o que permite unha reconfiguración sen fisuras como unha característica de deseño inherente.
• Esta capacidade de reconfiguración permite a optimización dos vehículos para os compoñentes de hardware en modelos de vehículos específicos. Pode axudar a conseguir un mellor consumo de enerxía e a adaptarse a diversas condicións de condución.
• Mellorará a tolerancia a fallos, con compoñentes monitorizados en tempo real e dispositivos reconfigurados para axudar a mitigar calquera fallo. Axudará a habilitar programas de mantemento preditivo para identificar pezas ou sistemas do vehículo que probablemente precisen atención.
• E axudará á personalización e adaptación do vehículo para o seu usuario.
• Os requisitos da rede fluctuarán segundo o funcionamento actual do vehículo, o que require unha configuración automatizada e sensible ao contexto.
• Deseño e construción: As pezas instalaranse e conectaranse en rede en diferentes momentos e en diferentes stagdos procesos de deseño, prototipado, produción e probas.
• Mentres conduce: Os diferentes estados e circunstancias de condución requirirán a activación, desactivación e priorización de diferentes compoñentes, por exemploampé dicir, ao aparcar en rúas urbanas con moito tráfico, ao conducir por unha autoestrada aberta ou durante diferentes horas do día e condicións meteorolóxicas. Se se detecta un fallo, impleméntase a mellor estratexia para mitigalo.
• Na garaxe: Os mecánicos terán que ser capaces de probar, substituír e reparar compoñentes de forma segura, tanto de forma illada como en conxunto co resto dos sistemas do vehículo.
• Na casa: Mentres o vehículo está aparcado na entrada do seu propietario, moitos compoñentes estarán apagados ou inactivos. Pero outros, como os que se usan para cargar a batería, o acceso ás portas e a seguridade, terán que estar operativos.
• Polo tanto, a capacidade de configurar e reconfigurar de forma rápida, segura e automática a infraestrutura de rede dun vehículo é fundamental para o desenvolvemento dos SDV.
• Non obstante, lograr esta flexibilidade é un reto no panorama automobilístico actual. Os fabricantes de automóbiles e os seus provedores seleccionarán unha ampla gama de compoñentes para cumprir os requisitos de deseño, xestionar os custos e integrar as mellores tecnoloxías da súa clase.
• Aínda que esta flexibilidade é esencial, a heteroxeneidade resultante nos compoñentes da rede introduce desafíos significativos para a configuración e reconfiguración da rede.

Principais desafíos da configuración de rede non estandarizada:

• Interoperabilidade: Os estándares de configuración propietarios de diferentes fabricantes de equipos orixinais (OEM) e provedores crean ineficiencias, o que require adaptacións de software adicionais ou mesmo compoñentes físicos adicionais.
• Os problemas de integración xorden cando os compoñentes requiren que haxa intermediarios para comunicarse, o que engade complexidade que pode afectar á fiabilidade e á seguridade.
• Escalabilidade: Os fabricantes de equipos orixinais (OEM) benefícianse de arquitecturas de software e electrónicas/eléctricas (E/E) estandarizadas que se poden reutilizar en varios modelos de vehículos. Os compoñentes que requiren configuracións únicas para pezas específicas dificultan esta escalabilidade, o que reduce a eficiencia e aumenta os gastos xerais de enxeñaría.
• Esforzo e custo de integración: As configuracións personalizadas aumentan os custos ao incrementar o tempo de validación e probas. Estes custos esténdense ao mantemento, xa que calquera cambio na arquitectura SDV pode requirir validación repetida para garantir a compatibilidade e a fiabilidade.
  Ciberseguridade: As configuracións inconsistentes introducen vulnerabilidades descoñecidas, amplían a superficie de ataque do vehículo e complican os esforzos de mitigación de ameazas. A estandarización é esencial para aplicar políticas de seguridade uniformes en toda a rede.

Un modelo de configuración común

• A industria do automóbil beneficiaríase considerablemente dun modelo de configuración de rede común, un protocolo e unha linguaxe universais que se poidan usar para programar conexións de rede en todos os dispositivos. Isto non require ningún cambio nos compoñentes empregados. Como se comentou, impoñer calquera restrición deste tipo iría moi en contra dos intereses dos fabricantes e dos consumidores. Máis ben, trátase de cambiar a forma en que eses compoñentes se conectan, configuran e reconfiguran. No espírito da arquitectura SDV, céntrase moito máis no software que no hardware.
• En moitos sentidos, os beneficios dun modelo de configuración común son a imaxe especular das desvantaxestages do noso entorno non estándar actual.
• Onde a interoperabilidade é actualmente un desafío, cun modelo estandarizado, esta simplificase e faise fluída, tanto se os compoñentes proceden dun só fabricante como de varios. A escalabilidade e a reutilización do código están permitidas porque as configuracións de software de rede escríbense segundo un estándar común e usan os mesmos protocolos. Os custos de desenvolvemento e o tempo de comercialización redúcense, xa que a validación, as probas e a garantía do cumprimento de varios estándares da industria simplificaríanse debido a unha redución da complexidade dos deseños de rede. Do mesmo xeito, a ciberseguridade non só se simplifica, senón que é máis eficaz debido a unha maior visibilidade en toda a rede.

Estándares da industria

• Tanto YANG (Yet Another Next Generation, ou sexa, de próxima xeración) como MIB (Management Information Base, ou base de información de xestión) úsanse para a xestión de redes, pero difiren significativamente na súa abordaxe e alcance. YANG é unha linguaxe de modelado de datos deseñada para modelar os datos de configuración e estado dos dispositivos de rede dun xeito estruturado, que se usa normalmente con NETCONF para a automatización e a xestión dinámica. YANG admite unha ampla gama de servizos de rede e proporciona unha mellor flexibilidade para modelar configuracións de rede complexas, o que permite un control e unha configuración máis granulares. Por outra banda, MIB, usado principalmente con SNMP (Simple Network Management Protocol, ou protocolo simple de xestión de redes), ofrece unha estrutura estática e predefinida para representar os datos dos dispositivos de rede. Aínda que MIB se usa amplamente na xestión de redes herdadas, carece da flexibilidade e extensibilidade de YANG, especialmente cando se trata de manexar configuracións dinámicas complexas. YANG é máis axeitado para a xestión de redes moderna, especialmente en entornos que requiren automatización e adaptabilidade en tempo real.
• Para casos de uso no sector da automoción, os modelos YANG existentes adoitan precisar extensións para cumprir os requisitos únicos das redes de vehículos. Os modelos YANG tradicionais adoitan estar deseñados para escenarios xenéricos de redes e comunicación, pero os sistemas de automoción teñen necesidades específicas. A ampliación dos modelos YANG permite a integración de requisitos específicos do sector da automoción, o que permite unha xestión máis eficiente das redes de vehículos modernos.
• Varios protocolos de xestión úsanse con YANG, incluíndo NETCONF, RESTCONF, gNMI e CORECONF. NETCONF úsase amplamente para unha xestión fiable e completa, ofrecendo soporte para operacións avanzadas. RESTCONF, aproveitando os métodos HTTP, proporciona unha interface máis sinxela, ideal para webaplicacións baseadas en. gNMI, baseado en gRPC, é especialmente axeitado para casos de uso de alto rendemento, telemetría e transmisión. CORECONF, un protocolo máis lixeiro, ofrece unha abordaxe optimizada con sobrecarga mínima, o que o converte nunha excelente opción para entornos que requiren cambios de configuración rápidos e en tempo real con esixencias de baixa latencia. A súa simplicidade e o seu enfoque nas tarefas de configuración esenciais convérteno nunha opción atractiva para a automatización de redes modernas, especialmente cando se prioriza a facilidade de uso e a eficiencia. Aínda que non está tan amplamente adoptado como NETCONF ou RESTCONF, o deseño sinxelo de CORECONF garante que ofrece unha xestión rápida e eficiente para os dispositivos de rede.
• CORECONF emprega métodos CoAP (Protocolo de aplicación con restricións) para acceder a datos estruturados definidos en YANG. CoAP é un protocolo lixeiro deseñado para dispositivos e redes con recursos restrinxidos, que se emprega habitualmente en aplicacións de IoT.
• Opera sobre UDP para reducir a sobrecarga, priorizando a velocidade e a eficiencia. CoAP segue un modelo de solicitude/resposta cliente-servidor e usa CBOR para unha codificación compacta de datos. Malia usar UDP, CoAP inclúe funcións para a fiabilidade, como retransmisións e confirmacións.
• CoAP tamén admite DTLS para a seguridade, garantindo a comunicación cifrada. O seu deseño de baixa sobrecarga faino perfecto para dispositivos menos potentes.
• Nalgúns casos, os datos codificados en CBOR pódense transmitir directamente a través de Ethernet sen necesidade dunha pila TCP/IP. Isto é especialmente útil para dispositivos con recursos limitados que non requiren a sobrecarga completa dunha pila de rede tradicional.
• Ao omitir as capas TCP/IP, estes dispositivos poden comunicarse de forma máis eficiente, reducindo a latencia e conservando recursos como a memoria e a potencia de procesamento. Esta estratexia úsase a miúdo en aplicacións especializadas como a IoT industrial ou os sistemas de automoción, onde a comunicación de baixa latencia e o consumo mínimo de recursos son esenciais para o funcionamento en tempo real.
• A estandarización do modelo de datos é crucial para garantir a coherencia e a interoperabilidade entre varios sistemas, especialmente en entornos complexos como as redes automotrices ou de IoT.
• Un modelo de datos ben definido proporciona unha estratexia unificada para xestionar a configuración, a monitorización e o control, o que permite unha comunicación sen fisuras entre os diferentes compoñentes. Non obstante, a flexibilidade no protocolo de transporte é igualmente esencial. Os diferentes dispositivos teñen diferentes restricións de recursos, necesidades de comunicación e entornos de rede. Ao admitir varios protocolos de transporte, o sistema pode adaptarse a estes diversos requisitos, garantindo unha comunicación eficiente e fiable nunha ampla gama de dispositivos, desde sensores de baixa potencia ata controladores de alto rendemento.
• As extensións só se engaden cando os estándares non son suficientes
• Figura 2: Opcións de configuración estandarizadas.
• (Nota: A estandarización comezou en OPEN Alliance TC-19)
• Figura 3: Opcións estandarizadas de monitorización e diagnóstico.
• (Nota: A estandarización comezou en OPEN Alliance TC-19)

En resumo

• A falta dunha configuración de rede estandarizada está a engadir unha complexidade innecesaria para os fabricantes de vehículos a medida que desenvolven a próxima xeración de vehículos definidos por software. Unha abordaxe unificada é esencial para garantir a escalabilidade, a seguridade e a eficiencia.
• Este desafío afecta a todo o ecosistema da automoción: fabricantes de equipos orixinais (OEM), provedores de equipos electrónicos e provedores de software. Para abordalo, é necesario un esforzo coordinado en toda a industria para desenvolver e adoptar estándares de configuración de rede harmonizados. A estandarización non é só unha necesidade técnica, senón un imperativo estratéxico para acelerar a innovación e, ao mesmo tempo, reducir a complexidade e o custo.
• Existen lagoas nas alternativas actuais para a configuración de rede en casos de uso específicos da automoción, razón pola cal existe esta variedade de solucións en xogo.
• Pero estas lagoas están lonxe de ser insalvables. Un esforzo concertado e colaborativo para desenvolver estándares abertos e un impulso paralelo para adoptar estes estándares en todo o sector da automoción producirán grandes recompensas. Todas as empresas do noso sector beneficiaranse.
• Figura 4: O S32J100 permite aos fabricantes crear redes de vehículos optimizadas

Redes NXP CoreRide

• Aínda que un modelo único e estándar para as redes dinámicas segue a ser un reto para a industria automobilística, NXP xa simplificou as redes de vehículos modernos mediante a introdución das redes NXP CoreRide, coa familia S32J de conmutadores Ethernet de alto rendemento como núcleo.
• A familia S32J comparte un núcleo de conmutación común, NXP NETC, cos microcontroladores e procesadores S32 máis recentes de NXP. O núcleo de conmutación común simplifica a integración, proporcionando aos fabricantes solucións de rede máis eficientes, escalables e flexibles.
• Historicamente, o desenvolvemento de ECU implicou a integración de numerosos compoñentes de semicondutores e software de diferentes provedores, cada un dos cales require unha configuración e un soporte distintos.
• A ausencia de estándares comúns levou a unha maior complexidade, a prazos de deseño e desenvolvemento máis lentos e a un maior risco de fallos.
• A rede NXP CoreRide revoluciona este proceso e simplifica a xestión da rede para cada nodo dentro da rede do vehículo ao proporcionar unha abordaxe unificada para a xestión da rede.
• Esta estratexia permite aos fabricantes de equipos orixinais (OEM) deseñar e construír arquitecturas de vehículos optimizadas e flexibles que se poidan adaptar facilmente aos diferentes requisitos dos diferentes modelos de vehículos e niveis de produción.

Atención ao cliente

Como chegar a nós

• Páxina de inicio: nxp.com
• Web Soporte: nxp.com/support
• Estados Unidos / Europa ou lugares non listados:
  • NXP Semiconductors USA, Inc.
  • Centro de Información Técnica, EL516
  • 2100 East Elliot Road
  • Tempe, Arizona 85284
  • + 18005216274 ou + 14807682130
  • nxp.com/support
• Europa, Oriente Medio e África:
  • NXP Semiconductors Alemaña GmbH
  • Centro de información técnica Schatzbogen 7
  • 81829 Muenchen, Alemaña
  • +441296380456 (inglés)
  • +468 52200080 (inglés)
  • +4989 92103559 (alemán)
  • +33169354848 (francés)
  • nxp.com/support
• Xapón:
  • NXP Xapón Ltd.
  • Torre Yebisu Garden Place, planta 24
  • 4-20-3, Ebisu, Shibuya-ku,
  • Tokio 1506024, Xapón
  • 0120950032 (Chamadas nacionais gratuítas)
  • nxp.com/jp/support
• Asia / Pacífico:
  • NXP Semiconductors Hong Kong Ltd.
  • Centro de información técnica
  • Rúa Dai King, 2
  • Polígono Industrial de Tai Po
  • Tai Po, Terceira Oriente, Hong Kong
  • +80026668080
  • soporte.asia@nxp.com

Rázván Petre

• Xerente Sénior de Márketing, NXP Semiconductors
• Razvan Petre lidera a estratexia de produto para conmutadores Ethernet para automoción, incluída a innovadora familia S32J, dentro do equipo de Solucións de Rede Ethernet de NXP.
• Cun forte enfoque na innovación, as tendencias do mercado e as necesidades dos clientes, Razvan desenvolve solucións de rede que satisfán as demandas en constante evolución da industria automotriz.
• nxp.com/S32J100
• NXP e o logotipo de NXP son marcas comerciais de NXP BV. Todos os demais nomes de produtos ou servizos son propiedade dos seus respectivos propietarios. © 2025 NXP BV
• Número de documento: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0

Preguntas frecuentes

• P: Por que é esencial a configuración de rede dinámica para os vehículos definidos por software?
  • A: A configuración dinámica da rede permite a adaptabilidade en tempo real, garantindo que as prioridades da rede se poidan axustar en función das condicións cambiantes durante o funcionamento do vehículo.
• P: Cales son as principais vantaxes das actualizacións sen fíos para as SDV?
  • A: As actualizacións sen fíos permiten melloras no software, novas características e melloras funcionais ao longo do ciclo de vida do vehículo, manténdoo ao día cos últimos avances.
• P: Como beneficia á industria do automóbil unha abordaxe estandarizada para a configuración de rede?
  • A: A estandarización da configuración e reconfiguración da rede ofrece vantaxes considerablestages para a industria do automóbil mellorando a escalabilidade, a fiabilidade e a implementación eficiente.

Documentos/Recursos

Redes dinámicas de NXP no software [pdfGuía do usuario Redes dinámicas no software, software

Referencias

• Manual de usuario