Динамічні мережі NXP у програмному забезпеченні
Інформація про продукт
Технічні характеристики
- Назва продукту: Програмно-визначена мережева система транспортних засобів
- Виробник: NXP Semiconductors
- Тип мережі: Програмне забезпечення
- особливості: Динамічне налаштування мережі, оновлення по бездротовій мережі, адаптивність у режимі реального часу
Інструкція з використання продукту
Динамічна конфігурація мережі
- Програмно-визначена мережева система транспортних засобів (ПМС) дозволяє динамічно налаштовувати мережу, забезпечуючи адаптивність у режимі реального часу під час роботи та змін у сценаріях. Ця функція гарантує, що пріоритети мережі можуть коригуватися залежно від розвитку умов.
Оновлення по повітрю
- Протягом життєвого циклу автомобіля використовуйте бездротові оновлення для впровадження покращень програмного забезпечення, нових функцій та функціональних удосконалень. Цей процес гарантує, що ваш автомобіль завжди буде в курсі останніх досягнень.
Стандартизований підхід
- Ефективно задовольняйте різноманітні вимоги, дотримуючись добре структурованого, стандартизованого підходу до конфігурації та реконфігурації мережі. Цей метод спрощує процес і підвищує загальну надійність системи.
ВСТУП
- Сьогоднішні та майбутні програмно-визначені транспортні засоби (SDV) мають дедалі складніші та динамічніші мережеві вимоги.
- Ці вимоги змінюються не лише під час експлуатації транспортного засобу, але й у міру оновлення, модифікації або впровадження нового програмного забезпечення.
- Однак складність є ворогом масштабованості, надійності та ефективного впровадження.
- Стандартизація конфігурації та реконфігурації мережі дає значну перевагуtagдля автомобільної промисловості.
ОСОБЛИВОСТІ
Конфігурація мережі для SDV
- Сучасні транспортні засоби програмуються так само, як і збираються. Традиційні автомобілі мали фіксовані характеристики та можливості, що визначалися фізичними компонентами, зібраними на виробничій лінії. Натомість, сучасні транспортні засоби є дуже адаптивними, а фундаментальні атрибути, включаючи динаміку водіння, визначаються програмним забезпеченням та контролюються за допомогою напівпровідників разом із механічними деталями.
- SDV не лише програмовані, але й, що ще важливіше, постійно перепрограмовуються. Протягом життєвого циклу автомобіля бездротові (OTA) оновлення дозволяють покращувати програмне забезпечення, додавати нові функції та вдосконалювати функціональність.
- Цей рівень адаптивності повністю залежить від надійної мережі в автомобілі. Кожен компонент повинен мати можливість надсилати та отримувати дані, як безперервно, так і на вимогу. Вимоги до мережі значно відрізняються залежно від системи автомобіля.
- Висока пропускна здатність і низька затримка є вирішальними для критично важливих для безпеки функцій, таких як системи виявлення зіткнень. Натомість інші системи, такі як покажчики повороту, потребують лише переривчастого зв'язку з низькою пропускною здатністю та певною допустимістю затримки.
- Ефективне задоволення цих різноманітних вимог вимагає добре структурованого, стандартизованого підходу до конфігурації та реконфігурації мережі.
Чому SDV залежать від динамічної конфігурації
- Динамічна конфігурація мережі забезпечує адаптивність у режимі реального часу як під час роботи, так і в інших сценаріях. Зі зміною умов пріоритети мережі можуть відповідно коригуватися.
- Хоча фізичні кабелі та комутатори Ethernet залишаються важливими, мережі SDV переважно визначені програмно, що забезпечує безперешкодну реконфігурацію як невід'ємну особливість дизайну.
- Ця можливість реконфігурації дозволяє оптимізувати транспортні засоби для апаратних компонентів у конкретних моделях транспортних засобів. Це може допомогти досягти кращого енергоспоживання та адаптуватися до різних умов руху.
- Це покращить відмовостійкість, завдяки моніторингу компонентів у режимі реального часу та переналаштуванню пристроїв для зменшення будь-яких несправностей. Це допоможе програмам прогнозного технічного обслуговування виявляти деталі або системи транспортних засобів, які, ймовірно, потребують уваги.
- І це сприятиме персоналізації та налаштуванню транспортного засобу для його користувача.
- Вимоги до мережі коливатимуться залежно від поточної роботи транспортного засобу, що вимагатиме автоматизованого налаштування з урахуванням контексту.
- Проектування та будівництво: Деталі будуть встановлені та підключені до мережі в різний час та в різні умови.tagпроцесів проектування, створення прототипів, виробництва та тестування.
- Під час керування автомобілем: Різні стани та обставини водіння вимагатимуть активації, деактивації та пріоритетності різних компонентів, наприкладampтобто під час паркування на жвавих міських вулицях, під час руху по відкритій автомагістралі або в різний час доби та за різних погодних умов. Якщо виявлено несправність, впроваджується найкраща стратегія для її усунення.
- У гаражі: Механікам потрібно буде вміти безпечно перевіряти, замінювати та ремонтувати компоненти, як окремо, так і разом з рештою систем автомобіля.
- вдома: Поки автомобіль припаркований на подвір’ї власника, багато компонентів будуть вимкнені або неактивні. Але інші, такі як ті, що використовуються для заряджання акумулятора, доступу до дверей та безпеки, повинні бути в робочому стані.
- Таким чином, здатність швидко, безпечно та автоматично налаштовувати й переналаштовувати мережеву інфраструктуру транспортного засобу є фундаментальною для розробки систем SDV.
- Однак досягнення такої гнучкості є складним завданням у сучасному автомобільному ландшафті. Виробники автомобілів та їхні постачальники вибиратимуть широкий спектр компонентів, щоб відповідати вимогам дизайну, керувати витратами та інтегрувати найкращі у своєму класі технології.
- Хоча ця гнучкість є важливою, результуюча неоднорідність мережевих компонентів створює значні труднощі для конфігурації та реконфігурації мережі.
Ключові проблеми нестандартизованої конфігурації мережі:
- сумісність: Власні стандарти конфігурації від різних виробників оригінального обладнання та постачальників створюють неефективність, вимагаючи додаткової адаптації програмного забезпечення або навіть додаткових фізичних компонентів.
- Проблеми інтеграції виникають, коли компоненти потребують посередників для взаємодії, що додає складності, яка може вплинути на надійність та безпеку.
- Масштабованість: Виробники оригінального обладнання (OEM) отримують вигоду від стандартизованих електронних/електричних (E/E) та програмних архітектур, які можна повторно використовувати в різних моделях автомобілів. Компоненти, що потребують унікальних конфігурацій для певних деталей, перешкоджають цій масштабованості, знижуючи ефективність та збільшуючи інженерні накладні витрати.
- Зусилля та вартість інтеграції: Користувацькі конфігурації збільшують витрати, збільшуючи час перевірки та тестування. Ці витрати поширюються на обслуговування, оскільки будь-які зміни в архітектурі SDV можуть вимагати повторної перевірки для забезпечення сумісності та надійності.
Кібербезпека: Невідповідні конфігурації створюють невідомі вразливості, розширюють поверхню атаки засобу та ускладнюють зусилля щодо зменшення загроз. Стандартизація є важливою для забезпечення єдиних політик безпеки в мережі.
Загальна модель конфігурації
- Автомобільна промисловість отримала б значну користь від спільної моделі конфігурації мережі, універсального протоколу та мови, які можна використовувати для програмування мережевих з'єднань на всіх пристроях. Це не вимагає жодних змін у використовуваних компонентах. Як обговорювалося, встановлення будь-яких таких обмежень суперечило б інтересам виробників та споживачів. Швидше, йдеться про зміну способу підключення, конфігурації та переналаштування цих компонентів. У дусі архітектури SDV, вона набагато більше зосереджена на програмному забезпеченні, ніж на апаратному забезпеченні.
- У багатьох відношеннях переваги спільної моделі конфігурації є дзеркальним відображенням недоліків.tagнашого нинішнього нестандартного середовища.
- Там, де сумісність наразі є проблемою, зі стандартизованою моделлю вона стає спрощеною та безперебійною, незалежно від того, чи компоненти надходять від одного виробника, чи від багатьох. Масштабованість та повторне використання коду забезпечуються, оскільки конфігурації мережевого програмного забезпечення пишуться за загальним стандартом та використовують ті самі протоколи. Витрати на розробку та час виходу на ринок зменшуються, оскільки валідація, тестування та забезпечення відповідності різним галузевим стандартам спростилися б завдяки зменшенню складності мережевих конструкцій. Так само кібербезпека не лише спрощується, але й підвищується ефективністю завдяки підвищеній видимості по всій мережі.
Галузеві стандарти
- YANG (Yet Another Next Generation - Ще одне наступне покоління) та MIB (Management Information Base - База інформації про управління) використовуються для управління мережею, але вони суттєво відрізняються за підходом та обсягом. YANG - це мова моделювання даних, розроблена для моделювання конфігурації та даних про стан мережевих пристроїв у структурований спосіб, яка зазвичай використовується з NETCONF для автоматизації та динамічного управління. YANG підтримує широкий спектр мережевих послуг та забезпечує кращу гнучкість для моделювання складних мережевих конфігурацій, що дозволяє здійснювати більш детальний контроль та налаштування. З іншого боку, MIB, яка в основному використовується з SNMP (Simple Network Management Protocol - Протокол простого управління мережею), пропонує статичну, попередньо визначену структуру для представлення даних мережевих пристроїв. Хоча MIB широко використовується в управлінні застарілими мережами, їй бракує гнучкості та розширюваності YANG, особливо коли йдеться про обробку складних, динамічних конфігурацій. YANG більше підходить для сучасного управління мережею, особливо в середовищах, які потребують автоматизації та адаптивності в режимі реального часу.
- Для автомобільного використання існуючі моделі YANG часто потребують розширень, щоб відповідати унікальним вимогам мереж транспортних засобів. Традиційні моделі YANG зазвичай розроблені для загальних мережевих та комунікаційних сценаріїв, але автомобільні системи мають специфічні потреби. Розширення моделей YANG дозволяє інтегрувати специфічні для автомобілів вимоги, що забезпечує ефективніше управління сучасними мережами транспортних засобів.
- З YANG використовується кілька протоколів управління, включаючи NETCONF, RESTCONF, gNMI та CORECONF. NETCONF широко використовується для надійного, комплексного управління, пропонуючи підтримку розширених операцій. RESTCONF, використовуючи методи HTTP, забезпечує простіший інтерфейс, ідеальний для webдодатків на основі . gNMI, заснований на gRPC, особливо добре підходить для високопродуктивних, телеметричних та потокових застосувань. CORECONF, легший протокол, пропонує оптимізований підхід з мінімальними накладними витратами, що робить його чудовим вибором для середовищ, що потребують швидких змін конфігурації в режимі реального часу з низькими вимогами до затримки. Його простота та зосередженість на основних завданнях конфігурації роблять його переконливим варіантом для сучасної мережевої автоматизації, особливо коли пріоритетом є простота використання та ефективність. Хоча CORECONF не так широко застосовується, як NETCONF або RESTCONF, його проста конструкція гарантує швидке та ефективне керування мережевими пристроями.
- CORECONF використовує методи CoAP (Constrained Application Protocol) для доступу до структурованих даних, визначених у YANG. CoAP — це легкий протокол, розроблений для пристроїв та мереж з обмеженими ресурсами, який зазвичай використовується в IoT-додатках.
- Він працює через UDP для зниження накладних витрат, надаючи пріоритет швидкості та ефективності. CoAP дотримується моделі запитів/відповідей клієнт-сервер та використовує CBOR для компактного кодування даних. Незважаючи на використання UDP, CoAP включає функції для надійності, такі як повторні передачі та підтвердження.
- CoAP також підтримує DTLS для безпеки, забезпечуючи зашифрований зв'язок. Його низьконакладна конструкція робить його ідеальним для менш потужних пристроїв.
- У деяких випадках дані, закодовані в CBOR, можна передати безпосередньо через необроблений Ethernet без потреби в стеку TCP/IP. Це особливо корисно для пристроїв з обмеженими ресурсами, які не потребують повних накладних витрат традиційного мережевого стеку.
- Оминаючи рівні TCP/IP, ці пристрої можуть ефективніше взаємодіяти, зменшуючи затримку та заощаджуючи ресурси, такі як пам'ять та обчислювальна потужність. Такий підхід часто використовується в спеціалізованих додатках, таких як промисловий Інтернет речей або автомобільні системи, де низька затримка зв'язку та мінімальне споживання ресурсів є важливими для роботи в режимі реального часу.
- Стандартизація моделі даних має вирішальне значення для забезпечення узгодженості та сумісності між різними системами, особливо в складних середовищах, таких як автомобільні мережі або мережі Інтернету речей.
- Чітко визначена модель даних забезпечує єдиний підхід до управління конфігурацією, моніторингом та контролем, забезпечуючи безперебійний зв'язок між різними компонентами. Однак гнучкість транспортного протоколу є не менш важливою. Різні пристрої мають різні обмеження ресурсів, потреби в зв'язку та мережеве середовище. Підтримуючи кілька транспортних протоколів, система може адаптуватися до цих різноманітних вимог, забезпечуючи ефективний та надійний зв'язок між широким спектром пристроїв, від малопотужних датчиків до високопродуктивних контролерів.
- Розширення додаються лише тоді, коли стандартів недостатньо
- малюнок 2: Стандартизовані варіанти конфігурації.
- (Примітка: Стандартизація розпочата в OPEN Alliance TC-19)
- малюнок 3: Стандартизовані опції моніторингу та діагностики.
- (Примітка: Стандартизація розпочата в OPEN Alliance TC-19)
Підсумовуючи
- Відсутність стандартизованої конфігурації мережі додає зайвих складнощів виробникам автомобілів під час розробки наступного покоління програмно-визначених транспортних засобів. Уніфікований підхід є важливим для забезпечення масштабованості, безпеки та ефективності.
- Ця проблема впливає на всю автомобільну екосистему — виробників оригінального обладнання, постачальників електронного обладнання та програмного забезпечення. Її вирішення вимагає скоординованих загальногалузевих зусиль для розробки та впровадження гармонізованих стандартів конфігурації мережі. Стандартизація — це не просто технічна необхідність, це стратегічний імператив для прискорення інновацій, одночасно зменшуючи складність і витрати.
- У сучасних альтернативах конфігурації мережі для автомобільних застосувань існують прогалини, саме тому існує така різноманітність рішень.
- Але ці прогалини далеко не нездоланні. Спільні зусилля з розробки відкритих стандартів та паралельне прагнення до впровадження цих стандартів в автомобільному секторі принесуть значні винагороди. Кожна компанія в нашому секторі отримає вигоду.
- малюнок 4: S32J100 дозволяє виробникам створювати оптимізовані мережі транспортних засобів
Мережа NXP CoreRide
- Хоча єдина стандартна модель для динамічних мереж залишається проблемою для автомобільної промисловості, NXP вже спростила сучасні мережі для автомобілів завдяки впровадженню мережевої системи NXP CoreRide, в основі якої лежить сімейство високопродуктивних комутаторів Ethernet S32J.
- Сімейство S32J використовує спільне комутаційне ядро, NXP NETC, з найновішими мікроконтролерами та процесорами NXP S32. Спільне комутаційне ядро спрощує інтеграцію, надаючи виробникам ефективніші, масштабованіші та гнучкіші мережеві рішення.
- Історично розробка електронних блоків керування двигуном (ЕБУ) включала інтеграцію численних напівпровідникових та програмних компонентів від різних постачальників, кожен з яких вимагав окремої конфігурації та підтримки.
- Відсутність єдиних стандартів призвела до збільшення складності, уповільнення термінів проектування та розробки, а також до вищого ризику помилок.
- Мережева технологія NXP CoreRide революціонізує цей процес і спрощує управління мережею для кожного вузла в мережі автомобіля, забезпечуючи єдиний підхід до управління мережею.
- Такий підхід дозволяє виробникам оригінального обладнання (OEM) проектувати та створювати оптимізовані, гнучкі архітектури автомобілів, які можуть легко адаптуватися до різних вимог різних моделей автомобілів та рівнів виробництва.
Обслуговування клієнтів
Як до нас доїхати
- Домашня сторінка: nxp.com
- Web підтримка: nxp.com/support
- США / Європа або місця, не вказані в списку:
- NXP Semiconductors USA, Inc.
- Центр технічної інформації, EL516
- 2100 Іст Елліот Роуд
- Темпі, Арізона 85284
- + 18005216274 або + 14807682130
- nxp.com/support
- Європа, Близький Схід та Африка:
- NXP Semiconductors Germany GmbH
- Технічно-інформаційний центр Шацбоген 7
- 81829 Мюнхен, Німеччина
- +441296380456 (англійською)
- +468 52200080 (англійською)
- +4989 92103559 (німецькою)
- +33169354848 (французькою)
- nxp.com/support
- Японія:
- NXP Japan Ltd.
- Вежа Єбісу Гарден Плейс, 24-й поверх
- 4-20-3, Ebisu, Shibuya-ku,
- Токіо 1506024, Японія
- 0120950032 (Безкоштовний номер для внутрішніх дзвінків)
- nxp.com/jp/support
- Азіатсько-Тихоокеанський регіон:
- NXP Semiconductors Hong Kong Ltd.
- Центр технічної інформації
- Вулиця Дай Кінг, 2
- Промислова зона Тай По
- Тай По, Північна Територія, Гонконг
- +80026668080
- support.asia@nxp.com
Разван Петре
- Старший менеджер з маркетингу, NXP Semiconductors
- Разван Петре очолює продуктову стратегію для автомобільних комутаторів Ethernet, включаючи інноваційне сімейство S32J, у команді Ethernet Networking Solutions компанії NXP.
- Зосереджуючись на інноваціях, ринкових тенденціях та потребах клієнтів, Razvan розробляє мережеві рішення, що відповідають мінливим вимогам автомобільної промисловості.
- nxp.com/S32J100
- NXP і логотип NXP є торговими марками NXP BV. Усі інші назви продуктів або послуг є власністю відповідних власників. © 2025 NXP BV
- Номер документа: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0
Часті запитання
- З: Чому динамічна конфігурація мережі є важливою для програмно-визначених транспортних засобів?
- A: Динамічна конфігурація мережі забезпечує адаптивність у режимі реального часу, гарантуючи, що пріоритети мережі можуть коригуватися залежно від змін умов під час експлуатації транспортного засобу.
- З: Які ключові переваги бездротових оновлень для SDV?
- A: Бездротові оновлення дозволяють покращувати програмне забезпечення, додавати нові функції та вдосконалювати функціональність протягом усього життєвого циклу автомобіля, підтримуючи його в актуальному стані з урахуванням останніх досягнень.
- З: Як стандартизований підхід до конфігурації мережі вигідний для автомобільної промисловості?
- A: Стандартизація конфігурації та реконфігурації мережі пропонує значні перевагиtagдля автомобільної промисловості шляхом покращення масштабованості, надійності та ефективного впровадження.
Документи / Ресурси
![]() |
Динамічні мережі NXP у програмному забезпеченні [pdfПосібник користувача Динамічні мережі в програмному забезпеченні, програмне забезпечення |