CAN网关的CAN信号转发机制

汽车网关控制器是车内各种电、光总线之间的路由器。

汽车网关集成了标准多媒体接口，例如通用串行总线(USB)、 Firewire和面向介质的系统传送(MOST)总线，并且连接控制区域网(CAN)系统。控制器采用以太网和蓝牙等计算机接口还可以同前沿的汽车系统相连。

在某些应用中，网关控制器被用于控制闪存和 CD-ROM驱动器等器件。一般需要一块小的CPU来控制网关的路由功能。网关控制器支持各种接口，因此，系统能够与不同生产商提供的总线进行通信。

网关的主要作用是在网络和ECU之间提供安全的无缝通信，包括在车辆的许多内部网络和外界的外部网络之间架起一座桥梁。要确保ECU获得正确操作车辆所需的信息，流畅的数据传输必不可少，因此网关必须以低延迟和低抖动提供任意到任意的网络通信。

随着汽车网联化功能和智能化功能越来越多，智能网联汽车受网络攻击的风险越来越大，从而导致车辆失去控制，驾驶员和乘客容易受到伤害。而网关安全机制可帮助大幅减少网络攻击的风险，最大限度保障驾驶员及乘客的安全，并防止车辆被盗和重要信息丢失。

安全网关可作为一道防火墙，控制从外部接口(如互联网)到车辆内部网络的访问，并控制车载网络中的哪些节点可以相互通信。安全网关还提供功能域隔离;例如，在不受信任的信息娱乐系统和受信任的安全关键系统之间。

CAN网关的功能

CAN网关是整个CAN网络的核心, 控制着整车5条CAN总线的各类信号转发与处理.CAN网关的基本功能包括:

1. 连接不同波特率(传输速度)的CAN总线/LIN总线, 以实现CAN网络的网关中继功能。

2. 诊断报文/非诊断报文转发

3. 诊断防火墙管理

4. 节点在线监控

5. 巡航控制器开关检测

6. 脚踏板位置检测

7. 网关休眠与唤醒管理

8. ECU升级/网关升级

9. 电压管理

简单点说:

CAN网关可以接收任何CAN总线(还有LIN总线)传来的不同传输速率网络信号,CAN网关把这些信号按一定的标准处理后, 广播到整车网络去,如果有ECU订阅(接收)了这个信号, 则ECU将解析信号并做相应的处理.没理解不了, 请看下方实例。

CAN网关的CAN信号转发机制

实例一: 仪表显示发动机转速

发动机的转速信号, 先从PCAN的ECM(发动机引擎控制模块)节点发出, CAN网关收到后, 网关处理后广播以GW_开头的ECM信号到其他4条CAN总线上去，用Vehicle Spy 3 CAN工具查看可以看到以下的信号内容:

ECAN上的仪表(IPK)节点订阅(接收)了发动机转速信号, 则会将这个转速信号解析, 并显示到仪表盘去.由于以上信号发送频率太快, 比如上图的9.94ms/次, 则你就会看到仪表盘上的转速指针一直在不停地偏动，简略发送图如下:

实例二: 安全带未扣紧, 仪表端报警

安全带未扣紧需要两个条件:

1. 车速大于5

2. 安全带扣未扣 ( 即无电压信号 )

车速一般是PCAN上的ECM(发动机引擎控制模块)节点负责信号管理的，安全带扣这个设备是BCAN上的BCM(负责天窗, 车窗, 安全带扣, 雨刮等车身零部件设备...) 节点负责信号管理的，即网关收到PCAN上的ECM节点发出来的车速信号, 并收到了BCAN上的BCM发出来的安全带扣电压值为异常值(比如0), CAN网关统一处理后转发并广播以GW_开头的信号帧,ECAN上的仪表(IPK)节点订阅(接收)了GW_开头的相关安全带未扣信号帧则会解析报警并显示到仪表盘去.如果安全带扣一直未扣紧, 则CAN网关将一直发送GW_开头的相关安全带信号帧,其信号值是安全带未扣紧，所以车主会听到一直报警.直到安全带扣上, CAN网关继续发送安全带相关的信号, 只是这个时候的信号值是安全带已扣紧，报警将立马消失。

简略发送图如下:

总结:

以上只是两个简易的案例, 实际上, 整车所有ECU基本是以毫秒级或者微妙级的速度在源源不断的发送并接收信号, 所以网关需要处理并转发广播的信号是非常多的且必须要很快处理完的。

审核编辑：汤梓红