Rețele dinamice NXP în software

Informații despre produs

Specificații

• Nume produs: Sistem de rețea pentru vehicule definit prin software
• Producător: NXP Semiconductors
• Tip de rețea: Definit de software
• Caracteristici: Configurare dinamică a rețelei, actualizări over-the-air, adaptabilitate în timp real

Instrucțiuni de utilizare a produsului

Configurarea dinamică a rețelei

• Sistemul de conectare în rețea a vehiculelor, definit prin software, permite configurarea dinamică a rețelei, permițând adaptabilitatea în timp real în timpul funcționării și în schimbarea scenariilor. Această caracteristică asigură că prioritățile rețelei se pot ajusta pe măsură ce evoluează condițiile.

Actualizări over-the-air

• Pe parcursul ciclului de viață al vehiculului, utilizați actualizări over-the-air pentru a implementa îmbunătățiri software, noi funcții și îmbunătățiri funcționale. Acest proces asigură că vehiculul dumneavoastră este la curent cu cele mai recente progrese.

Abordare standardizată

• Îndepliniți eficient cerințe diverse urmând o abordare bine structurată și standardizată pentru configurarea și reconfigurarea rețelei. Această metodă simplifică procesul și îmbunătățește fiabilitatea generală a sistemului.

INTRODUCERE

• Vehiculele definite prin software (SDV) de astăzi și de mâine au cerințe de rețea din ce în ce mai complexe și dinamice.
• Aceste cerințe evoluează nu numai în timp ce vehiculul este în funcțiune, ci și pe măsură ce software-ul este actualizat, modificat sau implementat recent.
• Totuși, complexitatea este inamicul scalabilității, fiabilității și implementării eficiente.
• Standardizarea configurației și reconfigurării rețelei prezintă avantaje considerabiletages pentru industria auto.

CARACTERISTICI

Configurația rețelei pentru SDV

• Vehiculele moderne sunt programate la fel de mult pe cât sunt construite. Automobilele tradiționale aveau caracteristici și capacități fixe definite de componentele fizice asamblate pe linia de producție. În schimb, vehiculele de astăzi sunt extrem de adaptabile, cu atribute fundamentale – inclusiv dinamica de condus – determinate de software și controlate prin semiconductori în tandem cu piese mecanice.
• SDV-urile nu sunt doar programabile, ci, și mai important, pot fi reprogramate continuu. Pe parcursul ciclului de viață al vehiculului, actualizările over-the-air (OTA) permit îmbunătățiri ale software-ului, noi caracteristici și îmbunătățiri funcționale.
• Acest nivel de adaptabilitate depinde în întregime de o rețea robustă în interiorul vehiculului. Fiecare componentă trebuie să poată trimite și primi date, fie continuu, fie la cerere. Cerințele de rețea variază foarte mult între diferitele sisteme ale vehiculului.
• Lățimea de bandă mare și latența redusă sunt cruciale pentru funcțiile critice pentru siguranță, cum ar fi sistemele de detectare a coliziunilor. În schimb, alte sisteme, cum ar fi semnalizatoarele de direcție, necesită doar comunicații intermitente, cu lățime de bandă redusă, cu o oarecare toleranță pentru latență.
• Îndeplinirea eficientă a acestor cerințe diverse necesită o abordare bine structurată și standardizată a configurării și reconfigurarii rețelei.

De ce SDV-urile depind de configurația dinamică

• Configurarea dinamică a rețelei permite adaptabilitate în timp real atât în timpul funcționării, cât și în alte scenarii. Pe măsură ce condițiile se schimbă, prioritățile rețelei se pot ajusta în consecință.
• Deși cablurile fizice și switch-urile Ethernet rămân esențiale, rețelele SDV sunt în principal definite prin software, permițând o reconfigurare perfectă ca o caracteristică inerentă de design.
• Această capacitate de reconfigurare permite optimizarea vehiculelor pentru componentele hardware din anumite modele de vehicule. Aceasta poate ajuta la obținerea unui consum de energie mai bun și la adaptarea la diverse condiții de conducere.
• Va îmbunătăți toleranța la defecțiuni, componentele fiind monitorizate în timp real și dispozitivele reconfigurate pentru a ajuta la atenuarea oricăror defecțiuni. Va ajuta la activarea programelor de întreținere predictivă pentru a identifica piesele sau sistemele vehiculului care ar putea necesita atenție.
• Și va ajuta la personalizarea și adaptarea unui vehicul pentru utilizatorul său.
• Cerințele rețelei vor fluctua în funcție de funcționarea curentă a vehiculului, necesitând o configurare automată, contextuală.
• Proiectare și construcție: Piesele vor fi instalate și conectate în rețea la momente diferite și în intervale diferite.tagale proceselor de proiectare, prototipare, producție și testare.
• În timp ce conduceți: Stări și circumstanțe diferite de conducere vor necesita activarea, dezactivarea și prioritizarea diferitelor componente, de exempluampadică, atunci când parcați pe străzi urbane aglomerate, când conduceți pe o autostradă deschisă sau în diferite momente ale zilei și în diferite condiții meteorologice. Dacă este detectată o defecțiune, se implementează cea mai bună strategie pentru atenuarea acesteia.
• La garaj: Mecanicii vor trebui să fie capabili să testeze, să înlocuiască și să repare componentele în siguranță, atât separat, cât și împreună cu restul sistemelor vehiculului.
• Acasă: În timp ce vehiculul este parcat în curtea proprietarului, multe componente vor fi oprite sau inactive. Însă altele, cum ar fi cele utilizate pentru încărcarea bateriei, accesul la uși și securitate, vor trebui să fie funcționale.
• Prin urmare, capacitatea de a configura și reconfigura rapid, sigur și automat infrastructura de rețea a unui vehicul este fundamentală pentru dezvoltarea vehiculelor cu mobilitate redusă.
• Totuși, atingerea acestei flexibilități este o provocare în peisajul auto actual. Producătorii de echipamente originale (OEM) de automobile și furnizorii acestora vor selecta o gamă largă de componente pentru a îndeplini cerințele de proiectare, a gestiona costurile și a integra cele mai bune tehnologii din domeniu.
• Deși această flexibilitate este esențială, eterogenitatea rezultată în componentele rețelei introduce provocări semnificative pentru configurarea și reconfigurarea rețelei.

Principalele provocări ale configurației rețelei nestandardizate:

• Interoperabilitate: Standardele de configurare proprietare de la diferiți producători de echipamente originale (OEM) și furnizori creează ineficiențe, necesitând adaptări software suplimentare sau chiar componente fizice suplimentare.
• Problemele de integrare apar atunci când componentele necesită intermediari pentru a comunica, adăugând complexitate care poate afecta fiabilitatea și siguranța.
• Scalabilitate: Producătorii de echipamente originale (OEM) beneficiază de arhitecturi electronice/electrice (E/E) și software standardizate, care pot fi reutilizate pe mai multe modele de vehicule. Componentele care necesită configurații unice pentru anumite piese împiedică această scalabilitate, reducând eficiența și crescând costurile inginerești.
• Efort și cost de integrare: Configurațiile personalizate cresc costurile prin creșterea timpului de validare și testare. Aceste costuri se extind la întreținere, deoarece orice modificare a arhitecturii SDV poate necesita validări repetate pentru a asigura compatibilitatea și fiabilitatea.
  Securitate cibernetică: Configurațiile inconsistente introduc vulnerabilități necunoscute, extind suprafața de atac a vehiculului și complică eforturile de atenuare a amenințărilor. Standardizarea este esențială pentru aplicarea unor politici de securitate uniforme în întreaga rețea.

Un model de configurare comun

• Industria auto ar beneficia considerabil de un model comun de configurare a rețelei, un protocol universal și un limbaj care pot fi utilizate pentru a programa conexiunile de rețea pe toate dispozitivele. Acest lucru nu necesită nicio modificare a componentelor utilizate. După cum s-a discutat, impunerea oricăror astfel de constrângeri ar fi în mare măsură împotriva intereselor producătorilor și consumatorilor. Mai degrabă, este vorba despre schimbarea modului în care aceste componente sunt conectate, configurate și reconfigurate. În spiritul arhitecturii SDV, aceasta se concentrează mult mai mult pe software decât pe hardware.
• În multe privințe, beneficiile unui model de configurație comun sunt imaginea în oglindă a dezavantajuluitagale mediului nostru actual, non-standard.
• Acolo unde interoperabilitatea este în prezent o provocare, cu un model standardizat, aceasta devine simplificată și fără probleme, indiferent dacă componentele provin de la un singur producător sau de la mai mulți. Scalabilitatea și reutilizarea codului sunt posibile deoarece configurațiile software de rețea sunt scrise conform unui standard comun și utilizează aceleași protocoale. Costurile de dezvoltare și timpul de lansare pe piață sunt reduse, deoarece validarea, testarea și asigurarea conformității cu diverse standarde industriale ar fi simplificate datorită reducerii complexității proiectelor de rețea. În mod similar, securitatea cibernetică nu este doar simplificată, ci mai eficientă datorită vizibilității sporite în întreaga rețea.

Standarde din industrie

• YANG (Yet Another Next Generation) și MIB (Management Information Base) sunt ambele utilizate pentru gestionarea rețelelor, dar diferă semnificativ în ceea ce privește abordarea și domeniul de aplicare. YANG este un limbaj de modelare a datelor conceput pentru modelarea datelor de configurare și stare ale dispozitivelor de rețea într-un mod structurat, utilizat de obicei cu NETCONF pentru automatizare și gestionare dinamică. YANG acceptă o gamă largă de servicii de rețea și oferă o flexibilitate mai bună pentru modelarea configurațiilor complexe de rețea, permițând un control și o configurare mai granulare. Pe de altă parte, MIB, utilizat în principal cu SNMP (Simple Network Management Protocol), oferă o structură statică, predefinită, pentru a reprezenta datele dispozitivelor de rețea. Deși MIB este utilizat pe scară largă în gestionarea rețelelor tradiționale, îi lipsește flexibilitatea și extensibilitatea YANG, în special când vine vorba de gestionarea configurațiilor complexe și dinamice. YANG este mai potrivit pentru gestionarea modernă a rețelelor, în special în mediile care necesită automatizare și adaptabilitate în timp real.
• Pentru cazurile de utilizare în industria auto, modelele YANG existente necesită adesea extensii pentru a îndeplini cerințele unice ale rețelelor de vehicule. Modelele YANG tradiționale sunt în general concepute pentru scenarii generice de rețea și comunicare, dar sistemele auto au nevoi specifice. Extinderea modelelor YANG permite integrarea cerințelor specifice autovehiculelor, permițând o gestionare mai eficientă a rețelelor de vehicule moderne.
• Mai multe protocoale de gestionare sunt utilizate cu YANG, inclusiv NETCONF, RESTCONF, gNMI și CORECONF. NETCONF este utilizat pe scară largă pentru o gestionare fiabilă și completă, oferind suport pentru operațiuni avansate. RESTCONF, utilizând metode HTTP, oferă o interfață mai simplă, ideală pentru webAplicații bazate pe . gNMI, bazat pe gRPC, este deosebit de potrivit pentru cazuri de utilizare de înaltă performanță, telemetrie și streaming. CORECONF, un protocol mai ușor, oferă o abordare simplificată cu costuri minime, ceea ce îl face o alegere excelentă pentru mediile care necesită modificări de configurare rapide, în timp real, cu cerințe de latență redusă. Simplitatea sa și concentrarea pe sarcinile de configurare esențiale îl fac o opțiune convingătoare pentru automatizarea rețelelor moderne, în special atunci când ușurința în utilizare și eficiența sunt prioritizate. Deși nu este la fel de adoptat pe scară largă ca NETCONF sau RESTCONF, designul simplu al CORECONF asigură o gestionare rapidă și eficientă a dispozitivelor de rețea.
• CORECONF utilizează metode CoAP (Constrained Application Protocol) pentru a accesa date structurate definite în YANG. CoAP este un protocol ușor conceput pentru dispozitive și rețele cu resurse limitate, utilizat în mod obișnuit în aplicațiile IoT.
• Funcționează prin UDP pentru o suprasarcină redusă, prioritizând viteza și eficiența. CoAP urmează un model client-server cerere/răspuns și utilizează CBOR pentru codificarea compactă a datelor. În ciuda utilizării UDP, CoAP include caracteristici pentru fiabilitate, cum ar fi retransmisii și confirmări.
• CoAP acceptă și DTLS pentru securitate, asigurând comunicarea criptată. Designul său cu costuri reduse îl face perfect pentru dispozitive mai puțin puternice.
• În unele cazuri, datele codificate în CBOR pot fi transmise direct prin Ethernet brut, fără a fi nevoie de o stivă TCP/IP. Acest lucru este util în special pentru dispozitivele cu resurse limitate, care nu necesită întreaga suprasarcină a unei stive de rețea tradiționale.
• Prin ocolirea straturilor TCP/IP, aceste dispozitive pot comunica mai eficient, reducând latența și conservând resurse precum memoria și puterea de procesare. Această abordare este adesea utilizată în aplicații specializate, cum ar fi IoT industrial sau sistemele auto, unde comunicarea cu latență redusă și consumul minim de resurse sunt esențiale pentru funcționarea în timp real.
• Standardizarea modelului de date este crucială pentru asigurarea consecvenței și interoperabilității între diverse sisteme, în special în medii complexe, cum ar fi rețelele auto sau IoT.
• Un model de date bine definit oferă o abordare unificată pentru gestionarea configurației, monitorizării și controlului, permițând o comunicare fără probleme între diferite componente. Cu toate acestea, flexibilitatea protocolului de transport este la fel de esențială. Diferite dispozitive au constrângeri de resurse, nevoi de comunicare și medii de rețea variate. Prin suportarea mai multor protocoale de transport, sistemul se poate adapta la aceste cerințe diverse, asigurând o comunicare eficientă și fiabilă pe o gamă largă de dispozitive, de la senzori cu consum redus de energie la controlere de înaltă performanță.
• Extensiile sunt adăugate numai atunci când standardele nu sunt suficiente
• Figura 2: Opțiuni de configurare standardizate.
• (Nota: Standardizarea a început în cadrul OPEN Alliance TC-19)
• Figura 3: Opțiuni standardizate de monitorizare și diagnostic.
• (Nota: Standardizarea a început în cadrul OPEN Alliance TC-19)

În concluzie

• Lipsa unei configurații standardizate a rețelei adaugă o complexitate inutilă pentru producătorii de vehicule, pe măsură ce aceștia dezvoltă următoarea generație de vehicule definite prin software. O abordare unificată este esențială pentru a asigura scalabilitatea, securitatea și eficiența.
• Această provocare afectează întregul ecosistem auto - producători de echipamente originale (OEM), furnizori de echipamente electronice și furnizori de software deopotrivă. Abordarea acesteia necesită un efort coordonat, la nivelul întregii industrii, pentru a dezvolta și adopta standarde armonizate de configurare a rețelei. Standardizarea nu este doar o necesitate tehnică - este un imperativ strategic pentru accelerarea inovației, reducând în același timp complexitatea și costurile.
• Există lacune în alternativele actuale pentru configurarea rețelei în cazurile de utilizare specifice sectorului auto, motiv pentru care există această varietate de soluții în joc.
• Însă aceste lacune sunt departe de a fi insurmontabile. Un efort concertat și colaborativ pentru a dezvolta standarde deschise și o mișcare paralelă de adoptare a acestor standarde în întregul sector auto vor aduce recompense substanțiale. Fiecare companie din sectorul nostru va beneficia.
• Figura 4: S32J100 permite producătorilor să creeze rețele de vehicule optimizate

Rețea NXP CoreRide

• Deși un model standard unic pentru rețelele dinamice rămâne o provocare pentru industria auto, NXP a simplificat deja rețelele moderne pentru vehicule prin introducerea rețelei NXP CoreRide, având în centrul său familia S32J de switch-uri Ethernet de înaltă performanță.
• Familia S32J are un nucleu comun de comutare, NXP NETC, cu cele mai recente microcontrolere și procesoare S32 de la NXP. Nucleul comun de comutare simplifică integrarea, oferind producătorilor soluții de rețea mai eficiente, scalabile și flexibile.
• Din punct de vedere istoric, dezvoltarea ECU a implicat integrarea numeroaselor componente semiconductoare și software de la diferiți furnizori, fiecare necesitând o configurație și un suport distincte.
• Absența unor standarde comune a dus la o complexitate sporită, la termene mai lente de proiectare și dezvoltare și la un risc mai mare de erori.
• Rețeaua NXP CoreRide revoluționează acest proces și simplifică gestionarea rețelei pentru fiecare nod din rețeaua vehiculului, oferind o abordare unificată a gestionării rețelei.
• Această abordare permite producătorilor de echipamente originale (OEM) să proiecteze și să construiască arhitecturi de vehicule simplificate și flexibile, care se pot adapta cu ușurință la cerințe variate pe diferite modele de vehicule și niveluri de producție.

Serviciu clienți

Cum sa ajungi la noi

• Pagina principală: nxp.com
• Web Sprijin: nxp.com/support
• SUA / Europa sau locații nelistate:
  • NXP Semiconductors SUA, Inc.
  • Centrul de Informații Tehnice, EL516
  • 2100 East Elliot Road
  • Tempe, Arizona 85284
  • + 18005216274 sau + 14807682130
  • nxp.com/support
• Europa, Orientul Mijlociu și Africa:
  • NXP Semiconductors Germania GmbH
  • Centrul de Informații Tehnice Schatzbogen 7
  • 81829 Muenchen, Germania
  • +441296380456 (engleză)
  • +468 52200080 (engleză)
  • +4989 92103559 (germană)
  • +33169354848 (franceză)
  • nxp.com/support
• Japonia:
  • NXP Japonia Ltd.
  • Turnul Yebisu Garden Place, etajul 24,
  • 4-20-3, Ebisu, Shibuya-ku,
  • Tokyo 1506024, Japonia
  • 0120950032 (apel intern gratuit)
  • nxp.com/jp/support
• Asia Pacific:
  • NXP Semiconductors Hong Kong Ltd.
  • Centrul de Informații Tehnice
  • Strada Dai King nr. 2
  • Zona Industrială Tai Po
  • Tai Po, Teritoriul Nord, Hong Kong
  • +80026668080
  • support.asia@nxp.com

Răzvan Petre

• Manager Senior de Marketing, NXP Semiconductors
• Răzvan Petre conduce strategia de produs pentru switch-uri Ethernet auto, inclusiv familia inovatoare S32J, în cadrul echipei Ethernet Networking Solutions de la NXP.
• Cu un accent puternic pe inovație, tendințele pieței și nevoile clienților, Razvan dezvoltă soluții de rețea care răspund cerințelor în continuă evoluție ale industriei auto.
• nxp.com/S32J100
• NXP și sigla NXP sunt mărci comerciale ale NXP BV. Toate celelalte nume de produse sau servicii sunt proprietatea proprietarilor respectivi. © 2025 NXP BV
• Număr document: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0

Întrebări frecvente

• Î: De ce este esențială configurarea dinamică a rețelei pentru vehiculele definite de software?
  • A: Configurarea dinamică a rețelei permite adaptabilitatea în timp real, asigurând că prioritățile rețelei se pot ajusta în funcție de condițiile în schimbare din timpul funcționării vehiculului.
• Î: Care sunt principalele beneficii ale actualizărilor over-the-air pentru SDV-uri?
  • A: Actualizările over-the-air permit îmbunătățiri ale software-ului, noi funcții și îmbunătățiri funcționale pe tot parcursul ciclului de viață al vehiculului, menținându-l la curent cu cele mai recente progrese.
• Î: Cum aduce beneficii industriei auto o abordare standardizată a configurării rețelei?
  • A: Standardizarea configurației și reconfigurării rețelei oferă avantaje considerabiletages pentru industria auto prin îmbunătățirea scalabilității, fiabilității și implementării eficiente.

Documente/Resurse

Rețele dinamice NXP în software [pdfGhid de utilizare Rețele dinamice în software, software

Referințe

• Manual de utilizare