汽车服务器ECU与以太网的高效连接

要管理不断增长的复杂性并实现更大的灵活性和可扩展性，就需要对服务器ECU进行虚拟化。有三种硬件选项可用于将虚拟机连接到以太网。Elektrobit通过其EB tresos和EB corbos产品系列为所有这些选项提供高效的软件解决方案。

汽车以太网作为汽车行业的车辆内部网络而建立。这主要有两个方面的原因：一方面，车辆中必须传输的数据量大大增加。

另一方面，基于信号的通信发展转变成面向服务的通信(数十年来这一方法一直都是IT世界的标准)。过去，特别是CAN主导了车辆内部通信。如今，汽车以太网则创造了新的可能性。

车辆网络架构演变中的汽车以太网

过去的车辆网络架构将单个的应用程序域进行组合(图1左，“域架构”。现在，基于汽车以太网的综合车载网络基础设施提供了一种选项，能够跨越这些边界共享传感器和执行器，并且将应用程序集中化。然而，不断丰富的车辆功能增加了电子控制单元(ECU)的数量及其复杂性。这一问题可以通过功能的集中化来得以解决，方法是将功能集中在新推出的能够执行大量应用程序的服务器ECU上。此类服务器ECU也称为高性能控制器(HPC)，通常由具备高性能CPU和集成(或单独连接)安全CPU的片上系统(SoC)组成(图1中，“集中式架构”)。为了使这一理念更加灵活、可扩展性更强，将来还可以额外连接所谓的“区域ECU”(图1右，“分区架构”)。它们连接车辆中特定范围(“区域”，例如左前部分)所有的传感器/执行器ECU，并通过汽车以太网主干将该区域有效地连接至服务器ECU。

​

图1：车辆网络架构的演变。传统的域架构方法(左)、集中式架构(中)、未来的分区架构(右)

要在一个ECU上同时运行不同关键等级的功能，它们可能来自不同制造商、或者处于不同的操作系统，就必须采取类似于IT世界中的虚拟化技术来对其虚拟化。

本文介绍如何将不同的虚拟机连接到汽车以太网。它特别关注了效率和性能 — 这两个对于汽车行业尤为关键的方面。

虚拟化和通信要求

传统设计将单个ECU通过一个物理以太网接口连接到汽车以太网(图2)。

​

图2：各个ECU通过一个以太网交换机连接

下一步中，不同的物理ECU可以合并起来，比如合并为一个物理服务器ECU。为此，物理ECU的软件会在虚拟机(VM)中运行，这些虚拟机使用能够确保时间和空间分区的虚拟机监控程序，因此得以彼此分离(图3)。

​