未來車載以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和安全性研究

對車輛行為的實(shí)時(shí)預(yù)測是未來汽車及相關(guān)領(lǐng)域中對交換式以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的必要實(shí)時(shí)需求。而可調(diào)度性分析工具是分析基于以太網(wǎng)技術(shù)的實(shí)時(shí)性和安全性的有用工具。為了解決該問題，提出了一個(gè)未來車載以太網(wǎng)的架構(gòu)，并利用形式化的可調(diào)度分析方法預(yù)測該車載網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性，以確保通信的及時(shí)和車輛的安全運(yùn)行。未來車載以太網(wǎng)架構(gòu)主要包括信息娛樂系統(tǒng)、駕駛員輔助系統(tǒng)、車輛安全系統(tǒng)和車輛底盤系統(tǒng)。主要研究具有傳感器數(shù)據(jù)融合的駕駛員輔助系統(tǒng)，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的車載網(wǎng)絡(luò)是在幾個(gè)交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)的，利用可調(diào)度分析方法分析基于多個(gè)交換機(jī)的車載網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性。在交換機(jī)中調(diào)度基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量主要有3種方式：基于嚴(yán)格優(yōu)先級的調(diào)度、基于保留流量的調(diào)度和基于時(shí)間觸發(fā)的調(diào)度。本研究利用基于嚴(yán)格優(yōu)先級的方法對以太網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度。首先，利用車輛高級駕駛輔助系統(tǒng)ECU（電子控制單元）處理來自各種傳感器（如相機(jī)、雷達(dá)和激光雷達(dá)）的數(shù)據(jù)，并附加一個(gè)ECU對出現(xiàn)故障的系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)，利用結(jié)構(gòu)冗余實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)，以提高系統(tǒng)的可靠性；然后，通過以太網(wǎng)將車輛的傳感器數(shù)據(jù)和車輛行駛的實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼CU，ECU將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析，并將分析后輸出的命令傳送到相應(yīng)的控制系統(tǒng)，以控制車輛的運(yùn)行，如將輸出命令傳輸?shù)降妆P以控制車輛的制動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)制動操作；最后，利用可調(diào)度分析方法分析數(shù)據(jù)傳輸過程中車輛實(shí)際運(yùn)動和控制的實(shí)時(shí)性。

Aboubacar Diarra et al. Systems Conference.IEEE, 2015.

編譯：朱會