拥抱互联：汽车网关如何提升驾驶体验

汽车供应商和原始设备制造商正大力投资软件研发工作，以期增加新的功能和特性，从而实现自主性、电气化和连通性。但通过增加更多的电子控制单元（ECU）来实现这些功能是不可行的，因为这会加剧系统复杂性和成本增加。

有两种方法可整合和简化车辆中的ECU：使用域体系结构或区域体系结构。域体系结构整合了支持汽车特定功能的ECU的子集，而区域体系结构则基于其在汽车中的位置（例如：右前区）整合ECU。尽管使用这两种方法可以最小化系统复杂性并节约成本，但区域体系结构简化了处理过程，并有助于进一步最小化车内布线。

图1区域车辆体系结构说明。

图1：将DRA821U用作汽车中的中央网关或区域网关的区域体系结构

为支持区域体系结构，应设有在特定位置内的ECU之间维护现有的控制器局域网（CAN）和本地互连网络（LIN）通信的区域网关，同时还使用高带宽千兆位以太网连接到中央网关和其他区域网关。

汽车行业已显现出：网关系统支持和桥接多个接口至关重要。DRA821处理器赋予网关灵活的车辆联网功能，以管理车辆中爆炸式增长的数据量。其具有包括传统型CAN和LIN、高速PCI Express和支持时间敏感型网络（TSN）的以太网交换机在内的丰富多样的网络接口，以支持区域体系结构。

当利用区域体系结构的其他功能时，在整合非安全关键和安全关键的ECU时可能会遇到限制。供应商在增加功能的同时追求最大限度地降低复杂性，请务必牢记混合关键性（在一个芯片内支持安全关键和非安全关键操作的功能）。对于网关，混合关键性有助于维持区域之间的有效网络（例如与制动系统通信的ADAS高级驾驶辅助系统计算模块），同时还增加了云连通性等功能。

TI通过在DRA821处理器上使用大量的防火墙来实现混合关键性，以免受干扰。该器件总共具有四个Arm®Cortex®-R5F微控制器（MCU）内核，可支持具备时效性的任务的运行，且可同步运行以支持安全性。防火墙将这些MCU内核以及CAN/LIN、片上存储器和芯片其余部分的双数据速率接口连接起来，可支持安全关键功能。无需使用单独的应用处理器，您可利用与安全关键功能隔离的双Cortex-A72内核来管理与云连接等功能，以创建新的业务模型和更好的用户体验，包括无线更新和预测性维护。利用DRA821的无干扰性能将关键功能和非关键功能分离开来，鼓励将创新功能集成到网关中，同时最大程度地降低了车辆网络的复杂性。

在性能要求和功能不断发展的同时，将总成本降至最低的目标仍然保持不变。除功能安全所需的安全MCU外，网关还需要外部以太网交换机来支持新型车辆体系结构。DRA821可集成安全MCU和外部以太网交换机，以节省系统成本，同时还支持基于区域的车辆体系结构，如“基于Jacinto DRA821处理器的汽车和物联网网关参考设计”所示。

凭借在汽车行业多年的经验，我们知晓在不同性能点上扩展客户的软件功能极其重要。重用软件的能力使汽车供应商可以最大程度地减少软件研发并缩短上市时间，而不必从零开始使用另一种处理器。DRA821旨在为广泛的中央、域或区域网关的车辆实现高级联网。

通往更安全、更清洁、更互联的汽车之路还仍有许多挑战。供应商必须在不断创新的同时管理不断增长的系统需求，同时还需意识到系统成本和复杂性。采用具有可扩展特性的产品和评估模块以启动软件开发，DRA821这一片上系统可为功能丰富的车辆网关系统带来高效的联网和混合关键性。