Mạng động NXP trong phần mềm

Thông tin sản phẩm

Thông số kỹ thuật

• Tên sản phẩm: Hệ thống mạng xe được xác định bằng phần mềm
• Nhà sản xuất: Chất bán dẫn NXP
• Loại mạng: Phần mềm xác định
• Đặc trưng: Cấu hình mạng động, Cập nhật qua mạng, Khả năng thích ứng theo thời gian thực

Hướng dẫn sử dụng sản phẩm

Cấu hình mạng động

• Hệ thống Mạng lưới Xe được Xác định bằng Phần mềm cho phép cấu hình mạng linh hoạt, cho phép thích ứng theo thời gian thực trong quá trình vận hành và các tình huống thay đổi. Tính năng này đảm bảo các ưu tiên mạng có thể được điều chỉnh khi điều kiện thay đổi.

Cập nhật qua mạng

• Trong suốt vòng đời của xe, hãy tận dụng các bản cập nhật qua mạng để triển khai các cải tiến phần mềm, tính năng mới và cải tiến chức năng. Quy trình này đảm bảo xe của bạn luôn được cập nhật với những tiến bộ mới nhất.

Phương pháp tiếp cận chuẩn hóa

• Đáp ứng hiệu quả các yêu cầu đa dạng bằng cách áp dụng phương pháp tiếp cận chuẩn hóa, có cấu trúc chặt chẽ trong việc cấu hình và tái cấu hình mạng. Phương pháp này đơn giản hóa quy trình và nâng cao độ tin cậy tổng thể của hệ thống.

GIỚI THIỆU

• Các phương tiện được xác định bằng phần mềm (SDV) ngày nay và tương lai có yêu cầu về mạng ngày càng phức tạp và năng động.
• Những yêu cầu này không chỉ thay đổi trong khi xe đang hoạt động mà còn khi phần mềm được cập nhật, sửa đổi hoặc triển khai mới.
• Tuy nhiên, sự phức tạp chính là kẻ thù của khả năng mở rộng, độ tin cậy và việc triển khai hiệu quả.
• Việc chuẩn hóa cấu hình và cấu hình lại mạng mang lại lợi ích đáng kểtagdành cho ngành công nghiệp ô tô.

ĐẶC TRƯNG

Cấu hình mạng cho SDV

• Xe cộ hiện đại ngày nay được lập trình nhiều như khi chúng được chế tạo. Ô tô truyền thống có các đặc điểm và khả năng cố định được xác định bởi các thành phần vật lý được lắp ráp trên dây chuyền sản xuất. Ngược lại, xe cộ ngày nay có khả năng thích ứng cao, với các thuộc tính cơ bản - bao gồm cả động lực học lái - được xác định bởi phần mềm và được điều khiển thông qua các chất bán dẫn kết hợp với các bộ phận cơ khí.
• SDV không chỉ có thể lập trình mà quan trọng hơn là có thể lập trình lại liên tục. Trong suốt vòng đời của xe, các bản cập nhật qua mạng (OTA) cho phép cải tiến phần mềm, tính năng mới và nâng cao chức năng.
• Mức độ thích ứng này hoàn toàn phụ thuộc vào mạng lưới nội bộ mạnh mẽ. Mọi thành phần phải có khả năng gửi và nhận dữ liệu, dù liên tục hay theo yêu cầu. Nhu cầu về mạng lưới rất khác nhau giữa các hệ thống xe khác nhau.
• Băng thông cao và độ trễ thấp rất quan trọng đối với các chức năng quan trọng về an toàn như hệ thống phát hiện va chạm. Ngược lại, các hệ thống khác, chẳng hạn như đèn báo rẽ, chỉ yêu cầu giao tiếp gián đoạn, băng thông thấp với một mức độ chấp nhận độ trễ nhất định.
• Để đáp ứng hiệu quả các yêu cầu đa dạng này cần có phương pháp tiếp cận chuẩn hóa và có cấu trúc tốt đối với việc cấu hình và cấu hình lại mạng.

Tại sao SDV phụ thuộc vào cấu hình động

• Cấu hình mạng động cho phép khả năng thích ứng theo thời gian thực trong quá trình vận hành và trong các tình huống khác. Khi điều kiện thay đổi, các ưu tiên mạng có thể được điều chỉnh cho phù hợp.
• Trong khi cáp vật lý và bộ chuyển mạch Ethernet vẫn đóng vai trò thiết yếu, mạng SDV chủ yếu được xác định bằng phần mềm, cho phép cấu hình lại liền mạch như một tính năng thiết kế cố hữu.
• Khả năng tái cấu hình này cho phép tối ưu hóa các thành phần phần cứng trên từng mẫu xe cụ thể, giúp xe tiết kiệm năng lượng hơn và thích ứng với nhiều điều kiện lái xe khác nhau.
• Nó sẽ cải thiện khả năng chịu lỗi, với các thành phần được giám sát theo thời gian thực và các thiết bị được cấu hình lại để giúp giảm thiểu mọi lỗi. Nó sẽ giúp cho các chương trình bảo trì dự đoán xác định các bộ phận hoặc hệ thống xe có khả năng cần được chú ý.
• Và nó sẽ hỗ trợ việc cá nhân hóa và tùy chỉnh phương tiện cho người dùng.
• Yêu cầu về mạng sẽ thay đổi tùy theo hoạt động hiện tại của xe, đòi hỏi phải có cấu hình tự động, nhận biết theo ngữ cảnh.
• Thiết kế và thi công: Các bộ phận sẽ được lắp đặt và kết nối mạng vào các thời điểm khác nhau và cáctagcủa quá trình thiết kế, tạo mẫu, sản xuất và thử nghiệm.
• Trong khi lái xe: Các trạng thái và hoàn cảnh lái xe khác nhau sẽ yêu cầu kích hoạt, hủy kích hoạt và ưu tiên các thành phần khác nhau, ví dụample, khi đỗ xe trên đường phố đông đúc, khi lái xe trên đường cao tốc mở hoặc trong các thời điểm khác nhau trong ngày và điều kiện thời tiết. Nếu phát hiện lỗi, chiến lược tốt nhất để giảm thiểu lỗi đó sẽ được triển khai.
• Tại gara: Thợ máy cần có khả năng kiểm tra, thay thế và sửa chữa các bộ phận một cách an toàn, cả khi riêng lẻ và khi kết hợp với các hệ thống khác của xe.
• Ở nhà: Trong khi xe đỗ trong đường lái xe của chủ xe, nhiều bộ phận sẽ được tắt hoặc ở trạng thái không hoạt động. Tuy nhiên, những bộ phận khác, chẳng hạn như bộ phận dùng để sạc pin, mở cửa và an ninh, sẽ cần phải hoạt động.
• Do đó, khả năng cấu hình và cấu hình lại cơ sở hạ tầng mạng của xe một cách nhanh chóng, an toàn và tự động là yếu tố cơ bản trong quá trình phát triển SDV.
• Tuy nhiên, việc đạt được sự linh hoạt này là một thách thức trong bối cảnh ô tô hiện nay. Các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) ô tô và nhà cung cấp của họ sẽ lựa chọn nhiều loại linh kiện để đáp ứng các yêu cầu thiết kế, quản lý chi phí và tích hợp các công nghệ tiên tiến nhất.
• Mặc dù tính linh hoạt này là cần thiết, nhưng tính không đồng nhất trong các thành phần mạng lại gây ra những thách thức đáng kể cho việc cấu hình và cấu hình lại mạng.

Những thách thức chính của cấu hình mạng không chuẩn hóa:

• Khả năng tương tác: Các tiêu chuẩn cấu hình độc quyền từ các OEM và nhà cung cấp khác nhau tạo ra sự kém hiệu quả, đòi hỏi phải điều chỉnh phần mềm bổ sung hoặc thậm chí là các thành phần vật lý bổ sung.
• Các vấn đề về tích hợp phát sinh khi các thành phần yêu cầu trung gian giao tiếp, làm tăng thêm độ phức tạp có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy và an toàn.
• Khả năng mở rộng: Các OEM được hưởng lợi từ kiến trúc điện/điện tử (E/E) và phần mềm được chuẩn hóa, có thể tái sử dụng trên nhiều mẫu xe. Các linh kiện yêu cầu cấu hình riêng cho từng bộ phận cụ thể sẽ cản trở khả năng mở rộng này, làm giảm hiệu quả và tăng chi phí kỹ thuật.
• Nỗ lực và chi phí tích hợp: Cấu hình tùy chỉnh làm tăng chi phí do thời gian xác thực và thử nghiệm kéo dài. Những chi phí này cũng ảnh hưởng đến việc bảo trì, vì bất kỳ thay đổi nào đối với kiến trúc SDV đều có thể yêu cầu xác thực nhiều lần để đảm bảo tính tương thích và độ tin cậy.
  An ninh mạng: Cấu hình không nhất quán sẽ tạo ra các lỗ hổng bảo mật chưa biết, mở rộng phạm vi tấn công của xe và làm phức tạp các nỗ lực giảm thiểu mối đe dọa. Việc chuẩn hóa là điều cần thiết để thực thi các chính sách bảo mật thống nhất trên toàn mạng.

Một mô hình cấu hình chung

• Ngành công nghiệp ô tô sẽ được hưởng lợi đáng kể từ một mô hình cấu hình mạng chung, một giao thức và ngôn ngữ chung có thể được sử dụng để lập trình kết nối mạng trên tất cả các thiết bị. Điều này không yêu cầu bất kỳ thay đổi nào trong các thành phần được sử dụng. Như đã thảo luận, việc áp đặt bất kỳ ràng buộc nào như vậy sẽ đi ngược lại lợi ích của cả nhà sản xuất và người tiêu dùng. Thay vào đó, điều này liên quan đến việc thay đổi cách các thành phần đó được kết nối, cấu hình và cấu hình lại. Theo tinh thần của kiến trúc SDV, nó tập trung nhiều hơn vào phần mềm hơn là phần cứng.
• Theo nhiều cách, lợi ích của một mô hình cấu hình chung là hình ảnh phản chiếu của nhược điểmtagcủa môi trường không chuẩn hiện tại của chúng ta.
• Trong bối cảnh khả năng tương tác hiện đang là một thách thức, với một mô hình chuẩn hóa, nó sẽ trở nên hợp lý và liền mạch, bất kể các thành phần đến từ một hay nhiều nhà sản xuất. Khả năng mở rộng và tái sử dụng mã được kích hoạt nhờ các cấu hình phần mềm mạng được viết theo một tiêu chuẩn chung và sử dụng cùng một giao thức. Chi phí phát triển và thời gian đưa sản phẩm ra thị trường được giảm thiểu, do việc xác thực, kiểm tra và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn ngành khác nhau sẽ được đơn giản hóa nhờ giảm độ phức tạp của thiết kế mạng. Tương tự, an ninh mạng không chỉ được đơn giản hóa mà còn hiệu quả hơn nhờ khả năng hiển thị toàn bộ mạng được cải thiện.

Tiêu chuẩn công nghiệp

• YANG (Yet Another Next Generation) và MIB (Management Information Base) đều được sử dụng để quản lý mạng, nhưng chúng khác nhau đáng kể về cách tiếp cận và phạm vi. YANG là ngôn ngữ mô hình hóa dữ liệu được thiết kế để mô hình hóa dữ liệu cấu hình và trạng thái của các thiết bị mạng theo cách có cấu trúc, thường được sử dụng với NETCONF để tự động hóa và quản lý động. YANG hỗ trợ nhiều dịch vụ mạng và cung cấp tính linh hoạt tốt hơn để mô hình hóa các cấu hình mạng phức tạp, cho phép kiểm soát và cấu hình chi tiết hơn. Mặt khác, MIB, chủ yếu được sử dụng với SNMP (Giao thức quản lý mạng đơn giản), cung cấp cấu trúc tĩnh, được xác định trước để biểu diễn dữ liệu thiết bị mạng. Mặc dù MIB được sử dụng rộng rãi trong quản lý mạng cũ, nhưng nó thiếu tính linh hoạt và khả năng mở rộng của YANG, đặc biệt là khi xử lý các cấu hình động, phức tạp. YANG phù hợp hơn với quản lý mạng hiện đại, đặc biệt là trong các môi trường yêu cầu tự động hóa và khả năng thích ứng theo thời gian thực.
• Đối với các trường hợp sử dụng ô tô, các mô hình YANG hiện có thường cần được mở rộng để đáp ứng các yêu cầu riêng biệt của mạng lưới xe. Các mô hình YANG truyền thống thường được thiết kế cho các tình huống mạng lưới và truyền thông chung, nhưng các hệ thống ô tô có những nhu cầu riêng. Việc mở rộng các mô hình YANG cho phép tích hợp các yêu cầu cụ thể của ô tô, cho phép quản lý hiệu quả hơn các mạng lưới xe hiện đại.
• Một số giao thức quản lý được sử dụng với YANG, bao gồm NETCONF, RESTCONF, gNMI và CORECONF. NETCONF được sử dụng rộng rãi để quản lý toàn diện, đáng tin cậy, cung cấp hỗ trợ cho các hoạt động nâng cao. RESTCONF, tận dụng các phương pháp HTTP, cung cấp giao diện đơn giản hơn, lý tưởng cho webgNMI, dựa trên gRPC, đặc biệt phù hợp cho các trường hợp sử dụng hiệu suất cao, đo từ xa và phát trực tuyến. CORECONF, một giao thức nhẹ hơn, cung cấp một phương pháp tiếp cận hợp lý với chi phí tối thiểu, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các môi trường yêu cầu thay đổi cấu hình nhanh chóng, theo thời gian thực với độ trễ thấp. Tính đơn giản và tập trung vào các tác vụ cấu hình thiết yếu khiến nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho tự động hóa mạng hiện đại, đặc biệt khi ưu tiên tính dễ sử dụng và hiệu quả. Mặc dù không được áp dụng rộng rãi như NETCONF hay RESTCONF, thiết kế đơn giản của CORECONF đảm bảo khả năng quản lý nhanh chóng và hiệu quả cho các thiết bị mạng.
• CORECONF sử dụng các phương thức CoAP (Giao thức Ứng dụng Bị ràng buộc) để truy cập dữ liệu có cấu trúc được định nghĩa trong YANG. CoAP là một giao thức nhẹ được thiết kế cho các thiết bị và mạng bị hạn chế về tài nguyên, thường được sử dụng trong các ứng dụng IoT.
• Giao thức này hoạt động trên UDP để giảm thiểu chi phí, ưu tiên tốc độ và hiệu quả. CoAP tuân theo mô hình yêu cầu/phản hồi máy khách-máy chủ và sử dụng CBOR để mã hóa dữ liệu gọn nhẹ. Mặc dù sử dụng UDP, CoAP vẫn bao gồm các tính năng đảm bảo độ tin cậy, chẳng hạn như truyền lại và xác nhận.
• CoAP cũng hỗ trợ DTLS để bảo mật, đảm bảo giao tiếp được mã hóa. Thiết kế chi phí thấp giúp CoAP hoàn hảo cho các thiết bị có công suất thấp.
• Trong một số trường hợp, dữ liệu được mã hóa trong CBOR có thể được truyền trực tiếp qua Ethernet thô mà không cần ngăn xếp TCP/IP. Điều này đặc biệt hữu ích cho các thiết bị hạn chế về tài nguyên, không yêu cầu toàn bộ chi phí của ngăn xếp mạng truyền thống.
• Bằng cách bỏ qua các lớp TCP/IP, các thiết bị này có thể giao tiếp hiệu quả hơn, giảm độ trễ và tiết kiệm tài nguyên như bộ nhớ và sức mạnh xử lý. Phương pháp này thường được sử dụng trong các ứng dụng chuyên biệt như IoT công nghiệp hoặc hệ thống ô tô, nơi giao tiếp có độ trễ thấp và mức tiêu thụ tài nguyên tối thiểu là điều cần thiết cho hoạt động thời gian thực.
• Việc chuẩn hóa mô hình dữ liệu là rất quan trọng để đảm bảo tính nhất quán và khả năng tương tác giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt là trong các môi trường phức tạp như mạng lưới ô tô hoặc IoT.
• Một mô hình dữ liệu được xác định rõ ràng cung cấp một phương pháp thống nhất để quản lý cấu hình, giám sát và điều khiển, cho phép giao tiếp liền mạch giữa các thành phần khác nhau. Tuy nhiên, tính linh hoạt trong giao thức truyền tải cũng quan trọng không kém. Các thiết bị khác nhau có những hạn chế về tài nguyên, nhu cầu giao tiếp và môi trường mạng khác nhau. Bằng cách hỗ trợ nhiều giao thức truyền tải, hệ thống có thể thích ứng với các yêu cầu đa dạng này, đảm bảo giao tiếp hiệu quả và đáng tin cậy trên nhiều loại thiết bị, từ cảm biến công suất thấp đến bộ điều khiển hiệu suất cao.
• Phần mở rộng chỉ được thêm vào khi các tiêu chuẩn không đủ
• Hình 2: Tùy chọn cấu hình chuẩn hóa.
• (Ghi chú: Chuẩn hóa bắt đầu trong OPEN Alliance TC-19)
• Hình 3: Các tùy chọn giám sát và chẩn đoán được chuẩn hóa.
• (Ghi chú: Chuẩn hóa bắt đầu trong OPEN Alliance TC-19)

Tóm lại

• Việc thiếu cấu hình mạng chuẩn hóa đang làm tăng thêm sự phức tạp không cần thiết cho các nhà sản xuất xe khi họ phát triển thế hệ xe được định nghĩa bằng phần mềm tiếp theo. Một phương pháp tiếp cận thống nhất là điều cần thiết để đảm bảo khả năng mở rộng, bảo mật và hiệu quả.
• Thách thức này ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái ô tô - từ các OEM, nhà cung cấp thiết bị điện tử đến nhà cung cấp phần mềm. Việc giải quyết thách thức này đòi hỏi một nỗ lực phối hợp trên toàn ngành để phát triển và áp dụng các tiêu chuẩn cấu hình mạng đồng bộ. Chuẩn hóa không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật - mà còn là một mệnh lệnh chiến lược để thúc đẩy đổi mới đồng thời giảm thiểu độ phức tạp và chi phí.
• Hiện tại có nhiều giải pháp thay thế cho cấu hình mạng trong các trường hợp sử dụng cụ thể cho ô tô, đó là lý do tại sao lại có nhiều giải pháp như vậy.
• Nhưng những khoảng cách này không phải là không thể vượt qua. Một nỗ lực chung, đồng bộ để phát triển các tiêu chuẩn mở và song song đó là thúc đẩy việc áp dụng các tiêu chuẩn này trên toàn ngành ô tô sẽ mang lại những thành quả to lớn. Mọi công ty trong ngành của chúng ta đều sẽ được hưởng lợi.
• Hình 4: S32J100 giúp các nhà sản xuất tạo ra mạng lưới xe hợp lý

Mạng lưới NXP CoreRide

• Trong khi một mô hình chuẩn duy nhất cho mạng lưới động vẫn là một thách thức đối với ngành công nghiệp ô tô, NXP đã đơn giản hóa mạng lưới xe hiện đại thông qua việc giới thiệu mạng lưới NXP CoreRide, với dòng thiết bị chuyển mạch Ethernet hiệu suất cao S32J làm lõi.
• Dòng sản phẩm S32J chia sẻ lõi chuyển mạch chung, NXP NETC, với các bộ vi điều khiển và bộ xử lý S32 mới nhất của NXP. Lõi chuyển mạch chung hợp lý hóa tích hợp, cung cấp cho các nhà sản xuất các giải pháp mạng hiệu quả hơn, có khả năng mở rộng và linh hoạt hơn.
• Theo truyền thống, quá trình phát triển ECU liên quan đến việc tích hợp nhiều thành phần bán dẫn và phần mềm từ nhiều nhà cung cấp khác nhau, mỗi thành phần yêu cầu cấu hình và hỗ trợ riêng biệt.
• Việc không có các tiêu chuẩn chung đã dẫn đến sự phức tạp gia tăng, tiến độ thiết kế và phát triển chậm hơn và nguy cơ xảy ra lỗi cao hơn.
• Mạng lưới NXP CoreRide cách mạng hóa quy trình này và đơn giản hóa việc quản lý mạng cho mọi nút trong mạng lưới của xe bằng cách cung cấp phương pháp tiếp cận thống nhất để quản lý mạng.
• Phương pháp này cho phép các OEM thiết kế và xây dựng kiến trúc xe linh hoạt, hợp lý, có thể dễ dàng thích ứng với các yêu cầu khác nhau trên nhiều mẫu xe và cấp độ sản xuất khác nhau.

Dịch vụ khách hàng

Làm thế nào để liên lạc với chúng tôi

• Trang chủ: nxp.com
• Web Ủng hộ: nxp.com/support
• Hoa Kỳ / Châu Âu hoặc các vị trí không được liệt kê:
  • Công ty TNHH NXP Semiconductors Hoa Kỳ
  • Trung tâm thông tin kỹ thuật, EL516
  • 2100 Đường East Elliot
  • Tempe, Arizona 85284
  • + 18005216274 hoặc + 14807682130
  • nxp.com/support
• Châu Âu, Trung Đông và Châu Phi:
  • Công ty TNHH NXP Semiconductors Đức
  • Trung tâm thông tin kỹ thuật Schatzbogen 7
  • 81829 Muenchen, Đức
  • +441296380456 (tiếng Anh)
  • +468 52200080 (tiếng Anh)
  • +4989 92103559 (tiếng Đức)
  • +33169354848 (tiếng Pháp)
  • nxp.com/support
• Nhật Bản:
  • Công ty TNHH NXP Nhật Bản
  • Tòa nhà Yebisu Garden Place, Tầng 24,
  • 4-20-3, Ebisu, Shibuya-ku,
  • Tokyo 1506024, Nhật Bản
  • 0120950032 (Miễn phí cuộc gọi trong nước)
  • nxp.com/jp/support
• Châu á Thái Bình Dương:
  • Công ty TNHH NXP Semiconductors Hong Kong
  • Trung tâm thông tin kỹ thuật
  • 2 Đường Đại Vương
  • Khu công nghiệp Đại Bộ
  • Tai Po, NT, Hồng Kông
  • +80026668080
  • support.asia@nxp.com

Razvan Petre

• Trưởng phòng Marketing cấp cao, NXP Semiconductors
• Razvan Petre lãnh đạo chiến lược sản phẩm cho các thiết bị chuyển mạch Ethernet ô tô, bao gồm dòng sản phẩm S32J cải tiến, trong nhóm Giải pháp mạng Ethernet tại NXP.
• Tập trung mạnh mẽ vào đổi mới, xu hướng thị trường và nhu cầu của khách hàng, Razvan phát triển các giải pháp mạng đáp ứng nhu cầu ngày càng thay đổi của ngành công nghiệp ô tô.
• nxp.com/S32J100
• NXP và logo NXP là thương hiệu của NXP BV Tất cả các tên sản phẩm hoặc dịch vụ khác là tài sản của chủ sở hữu tương ứng. © 2025 NXP BV
• Số tài liệu: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0

Những câu hỏi thường gặp

• H: Tại sao cấu hình mạng động lại cần thiết cho Xe được xác định bằng phần mềm?
  • A: Cấu hình mạng động cho phép khả năng thích ứng theo thời gian thực, đảm bảo rằng các ưu tiên của mạng có thể điều chỉnh dựa trên các điều kiện thay đổi trong quá trình vận hành xe.
• H: Những lợi ích chính của việc cập nhật qua mạng cho SDV là gì?
  • A: Các bản cập nhật qua mạng cho phép cải tiến phần mềm, thêm tính năng mới và nâng cao chức năng trong suốt vòng đời của xe, giúp xe luôn cập nhật những tiến bộ mới nhất.
• H: Phương pháp chuẩn hóa cấu hình mạng có lợi ích gì cho ngành công nghiệp ô tô?
  • A: Việc chuẩn hóa cấu hình và cấu hình lại mạng mang lại lợi ích đáng kểtagcho ngành công nghiệp ô tô bằng cách cải thiện khả năng mở rộng, độ tin cậy và triển khai hiệu quả.

Tài liệu / Tài nguyên

Mạng động NXP trong phần mềm [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng Mạng động trong phần mềm, phần mềm

Tài liệu tham khảo

• Hướng dẫn sử dụng