LLCE加速器的主要特征和性能

本文导读

现代汽车正迅速成为与大量传感器连接的复杂计算机，并产生大量数据，这些数据需要在汽车中移动并在ecu之间共享。这就产生了对车载网络高带宽能力的需求，而汽车以太网正迅速成为首选网络。一些传统的ecu仍然基于CAN、LIN和FlexRay协议，因此汽车中的网络网关必须在这些传统协议(例如CAN)和以太网之间执行协议转换的重要任务。

LLCE的主要特征和性能

低延迟通信引擎(LLCE)是一种运行其自身固件的多核硬件加速器，并支持执行与CAN，LIN和FlexRay消息的传输，接收和自主路由有关的功能，为标准的汽车通信接口提供加速。它能够卸载主机CPU的通信接口任务，减少主机内核上的中断负载，使主机能够专注于其他有价值的服务。

特征： 

4x Arm Cortex M0+ cores，每个都有专用的指令/数据RAM；

16x CAN (CAN 2.0 和CAN-FD)；

4x Lin；

1x FlexRay；

4x SPI；

Global Time base；

320KB 共享内存；

FIFOs管理消息缓冲的指针；

通信硬件加速器（RX-LUT,TX-LUT）；

Watchdogs, CRC, Core2core, Semaphore。

连接接口：

主机核心（M7和A53）；

Ethernet；

HSE（安全）。

LLCE固件支持的功能：

1)减少主机内核上的中断负载；

2)高级的软件过滤。

主机CPU的所有通讯接口相关任务的卸载；

直接与HSE进行数据传输以执行与安全相关的任务；

面向主机核心的灵活控制和数据接口；

对网络协议和全局时间同步的安全性的有效支持；

硬件加速，用于过滤和确定消息的优先级，为低延迟要求的网关转发应用场景提供保障；

通过AutoSAR MCAL驱动程序（CAN，FR，LIN）集成到AutoSAR通信堆栈中。

LLCE固件目前支持的应用：

CAN帧记录

1)将CAN帧发送到用于记录配置的内核。

Lin回环

1)在2个节点之间创建主从通信。

CAN到CAN路由 1)从BCAN接收帧并将其发送到一个或多个已配置的BCAN；

2)从BCAN接收帧，更改ID并将其发送到具有相同ID的一个或多个已配置的BCAN；

3)将接收到的标准CAN帧转换为CAN FD帧；

4)如果有效载荷长度小于8个字节，则将CAN FD帧转换为CAN帧。  

CAN到以太网路由

1)将选定的CAN帧打包到IEEE1722 AVTP协议中，并通过PFE在以太网上发送。

以太网到CAN路由

1)以太网帧中包含的有效CAN帧将被解包并发送到各个通道。

CAN到HSE的路由

1)支持生成CMAC代码并将其添加到发送的CAN FD帧中；

2)支持使用CMAC算法对收到的CAN FD帧进行身份验证。

S32G的LLCE加速器能够解决一些传统ecu可能需要使用单个端口将其基于CAN的流量和接口结合到以太网骨干网的问题，因为LLCE能够实现CAN2ETH和ETH2CAN路由功能。在CAN2ETH方面的应用能够把CAN帧消息记录下来转成以太网帧转发到云端保留方便以后排查。对于ETH2CAN方面的应用，能通过以太网发送控制消息转化成CAN帧从而实现远程控制汽车。此外，还有CAN2CAN之间的路由，如更改CAN ID以及CAN和CAN FD之间的相互转换等功能，这些在传统的处理器实现均需要复杂的软件实现，需要占用主机的大量资源，S32G中的LLCE能够快速处理这些请求而不会占用主机的资源，极大卸载主机的负载，使主机能够专注执行其他更为重要的任务。

审核编辑：汤梓红