汽车电子架构的核心——网关

无论汽车电子架构如何变化，其核心都是网关，网关分中央网关和局域普通网关两种，中央网关与T-Box和诊断总线相连，普通网关则针对每个功能域。在两个高层协议不同或两个不同网段之间通信，都需要网关加入。网关是一个典型的Layer3层设备。通常一个VLAN对应一个网段。网段不相同，即使在一个广播域，也需要网关加入。如果只是不同以太网段之间的通信，那么网关基本上就是一个路由。  

网关的主要职责包括：网络协议转换，数据路由，诊断路由，防火墙，信息镜像，监控网络流量并探测指令，网络管理，密钥管理，OTA管理。还有就是服务导向型SOA架构或者说软件定义汽车型架构离不开自适应Autosar中间件，网关部分自然需要考虑，因此需要留够足够的算力余量。早期的网关处理器就是一个MCU，但考虑SOA的话，至少要加上4个Cortex的A53或两个A72。衡量网关性能的主要指标就是数据延迟程度。  

现阶段汽车电子架构的中央网关

未来SOA架构（即Zonal）的汽车网关，网关连接传感器或信息输入设备，将信号送到超级运算核心处理也就是大众MEB平台所说的ICAS，处理得到的执行命令送给执行器或显示器。这种设计看似没有中央网关，实际上与T-Box相连的Cockpit超算核心里有一个中央网关。  

现阶段典型网关的设计框架图。  

上图为NXP最新的网关处理器S32G274A的中央网关开发板电路框架图。NXP几乎垄断中央网关市场，这个图也就是未来5年内主流中央网关的电路框架图。  

上表为S32G274网关主要集成电路一览

SOA网关的软件架构

除了中央网关，分域网关或者不考虑SOA架构的中央网关（毕竟自适应Autosar还是有点遥远）的中央网关通常只需考虑路由和协议转换。这样一般的MCU也可以胜任主处理器，无需Cortex-A53/A72这样相对较高算力的内核。自然也不需要DDR和Flash，只需要EMMC。   英飞凌为拖车型房车设计了一个分域网关。  

外国人是比较喜欢这样的拖车型房车，中国人则喜欢炒房子，这东西相当罕见。  

上图为英飞凌拖车网关的框架图，以太交换机是台湾瑞昱的RTL9047。  

上图是英飞凌设计的网关，使用了Marvell的88Q5050以太交换机。

对于未来的ADAS域运算单元，即使不考虑L4也很有可能采用PCIe交换连接多个运算单元的设计，尤其是将来的SOA架构，PCIe交换是毫无疑问要出现的。当然，以太网交换机也是不可避免要使用的。为了简化设计，德州仪器特别推出了一个针对ADAS域的网关处理器，其最大特点是内部包含了以太网交换和PCIe交换，堪称ADAS域最佳网关处理器，这就是DRA829V。  

上图为DRA829V的内部框架图，当然考虑到成本，不可能把物理层塞进去了，不过有8口，也有一定余量，PCIe则有4个，也有余量。德州仪器是考虑未来10年的电子架构。  

上图是DRA829V的开发板，相对NXP和英飞凌的，清爽很多。LPDDR4是美光的，4GB容量，NOR Flash可能也是美光的，64MB。HyperFlash是Spansion的，64MB的Flash+32MB的RAM。以太网PHY有两个，德州仪器的10/100/1000M的DP83867（兼容TSN，超低延迟），Microsemi的VSC8514，也是10/100/1000M。   芯片从设计到用到量产车上，时间长达4-5年，且至少要保持至少5-8年的生命周期，也就是说芯片设计者要考虑到10年后的市场需求，反过来也可以说芯片定义了未来10年的技术路线，从这个意义上来讲，真正决定汽车电子架构的上游芯片厂家，没有这些厂家支持，软件定义汽车是空谈。   做人工智能的很多，但做界面和混合IC等半导体厂家屈指可数，这些厂家才是真正的行业引领者。  

原文标题：软件定义汽车架构的核心：网关

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