基于虛擬化嵌入式環(huán)境實(shí)現(xiàn)CAN到以太網(wǎng)通信通道的映射分析

智能輔助駕駛系統(tǒng)和新型信息娛樂會(huì)快速增加ECU的計(jì)算量，而這需要增加汽車中的電子控制單元數(shù)量才能滿足要求。生產(chǎn)設(shè)備制造商一般通過在強(qiáng)大的多核硬件平臺(tái)上整合軟件來解決該問題，但軟件大多用于模仿車輛在靜止?fàn)顟B(tài)下的運(yùn)動(dòng)，且只能在有限的平臺(tái)上運(yùn)行。具有CAN的設(shè)備USB接口與現(xiàn)場(chǎng)總線連接，傳輸CAN幀，其中每個(gè)連接的ECU能夠接收由總線發(fā)送的所有信息。但以太網(wǎng)主要用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，即信息僅從發(fā)送器傳送到接收器。為了進(jìn)一步改進(jìn)以太網(wǎng)的傳輸，將幾個(gè)CAN幀合并為一個(gè)單一的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)封裝格式。探討了CAN總線與以太網(wǎng)互聯(lián)的方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，由Lawicel AB提供的CANUSB設(shè)備連接到現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸CAN幀，實(shí)現(xiàn)虛擬化嵌入式環(huán)境中CAN到以太網(wǎng)通信通道的映射。建立2種獨(dú)立的硬件平臺(tái)：①以ARM Cortex A7為雙核處理器，其頻率為1GHz，DDR3內(nèi)存為2GB；②以Arch Linux with Kernel 3.18.5作為操作系統(tǒng)，利用頻率為2.60GHz，DDR3內(nèi)存為8GB的4 核Intel Core i7-3720作為自動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的高端平臺(tái)（采用默認(rèn)的內(nèi)核版本為3.16.0-rc2的Ubuntu進(jìn)行安裝）。完成軟件系統(tǒng)在硬件平臺(tái)上的安裝、下載和移植等工作，比較這2種獨(dú)立硬件平臺(tái)的性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：①在任何試驗(yàn)中，Intel Core i7-3720自動(dòng)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸都比Allwinner A20控制器快得多，這主要是因該平臺(tái)更強(qiáng)大，但其價(jià)格卻很貴；②兩個(gè)硬件平臺(tái)都能滿足軟件系統(tǒng)虛擬化擴(kuò)展的需求，為開發(fā)具有嵌入式軟件系統(tǒng)的控制器提供了便利。

所提出的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅能廣泛應(yīng)用于車輛控制領(lǐng)域，而且可以應(yīng)用于智能儀表、環(huán)境工程中。

Dominik Reinhardt et al. IEEE International Symposium on Industrial Embedded Systems.IEEE,2015.編譯：趙喚