Elektrobit EB zoneo平台助力提升车辆网络性能

对于汽车制造商而言，从硬件驱动到软件定义汽车的加速转变带来了独特的挑战，也创造了有利的机会。尽管电动汽车降低了成本和排放量，ADAS和自动驾驶功能提高了道路安全性，但车载网络的复杂性将会有增无减。这种快速演变正在影响硬件和软件的设计和性能，并推动了对最大化计算能力和创建更有效的网络通信的需求。为满足这些需求，汽车制造商需要智能和可扩展的工具来开发、配置和启用最新平台上的全新功能，并同时实现软件和硬件之间的无缝集成。

作为满足全行业需求的解决方案，Elektrobit的EB zoneo这个先进的新产品系列可以解决当前和未来建立车载网络的挑战。其中EB zoneo SwitchCore和EB zoneo VSwitch这两大模块能够显著提升ECU内部及ECU之间网络通信的速度、可靠性和网络通信安全。EB zoneo SwitchCore Shield继承了EB zoneo SwitchCore所支持的全部功能，并通过Argus Ethernet IDPS系统（一款由Argus开发的以太网入侵检测和防御系统）获得了额外的信息安全保护。另外，于近期推出的EB zoneo GatewayCore是首款支持、配置和集成现代微控制器新一代硬件加速器的软件产品，可应用于先进的汽车电子/电气架构（基于被广泛采用的Classic AUTOSAR标准）。这款新软件现已应用于英飞凌的AURIX TC4x，不仅简化了复杂网关用例的配置，在帮助汽车制造商和一级供应商节约时间的同时，还能减少集成工作量和成本。

EB zoneo这个现成的平台为域、中央式和区域式架构提供了向后兼容的解决方案，能够与其他Elektrobit产品（例如EB tresos和EB corbos）无缝集成。

下面带大家来看下EB zoneo的在线演示，该演示展示了六大功能，帮助大家了解如何提升车辆的整体网络性能，快速推进项目，如何通过了解预期情况来高效规划成本（利用现成的智能固件即可实现）以及如何从预集成的信息安全选项（例如 Argus Cyber Security 公司的入侵检测防御系统）中受益。

车载网络项目三大问题：

处理时间

CPU负载

网络启动

EB zoneo六大功能

在交换机上配置 IP 路由

健康检查

IDPS（入侵检测防御系统）

在硬件中配置IP路由

协议隧道

虚拟机仲裁

速度表

三个速度表分别检测网络启动、CPU 负载和处理时间，与上述六个功能息息相关。实施EB zoneo产品后，可借助速度表直接测量其产生的影响。在实施EB zoneo产品之前，速度表显示的初始百分比为90%。EB zoneo产品被应用于这六个用例后，所显示的百分比都会发生变化。速度表内的颜色会从90%时的红色逐渐变为橙色，然后变成绿色。用户点击的用例越多，对速度表颜色的影响就越大，将使其逐步趋近于绿色。此外，每个用例所使用的相应产品都会被识别出来。

底盘动画

底盘动画会随着用户点击用例而发生变化。一开始，底盘会显示通信问题，随着用户继续点击用例，底盘上的绿色会加深（表示通信性能无懈可击）。此外，底盘中的某些节点会以蓝色突出显示，其代表的是与Argus合力打造的产品（IDPS）。

该DEMO的用例如下

在交换机上配置IP路由

网络启动：-20%

CPU 负载：-20%

处理时间：不变

EB zoneo SwitchCore支持根据静态配置的路由表对VLAN间的单播帧和组播帧进行IP路由。通过在软件中添加IP和VLAN路由，网络配置场景不再受限于硬件功能，并可实现显著扩展。

EB zoneo SwitchCore的这一功能可完全卸载主机MCU上与IP或VLAN路由相关的任务，还可利用硬件功能提升性能，扩展用例场景。

健康检查

- 网络启动：不变

- CPU负载：-10%

- 处理时间：不变

EB zoneo SwitchCore可自主、独立地监测交换机的健康统计数据（如链路状态、带宽利用率、收发器温度等），并通过AUTOSAR定义的协议将结果或状态变化通报主机MCU，从而显著减轻主机MCU在运行时开销和与交换机硬件通信所需带宽方面的负担。

利用EB zoneo SwitchCore实现自主健康监测功能可大幅减轻主机MCU的负担，并进一步与交换机硬件寄存器的读数分离开。

IDPS（入侵检测防御系统）

- 网络启动：不变

- CPU负载：-20%

- 处理时间：不变

EB zoneo SwitchCore Shield继承了EB zoneo SwitchCore所支持的全部功能，并通过Argus提供的以太网IDPS系统提供了额外的信息安全保护。如今，L2-L4访问控制、应用层访问控制、基于情境的检查、数据包结构验证、TCP连接跟踪以及状态检测都可以在网络中间位置的交换机上执行。

EB zoneo SwitchCore与Argus Cyber Security公司的以太网IDPS系统相结合，为需要高性能、灵活性和强大网络威胁防护能力的软件定义电子电气架构提供了高效的解决方案。

在硬件中配置IP路由

- 网络启动：不变

- CPU负载：-20%

- 处理时间：-10%

EB zoneo GatewayCore利用MCU/SoC内置的通信硬件加速器显著降低了互联网数据包的路由延迟。CPU负载和路由延迟因此大幅减少。

EB zoneo GatewayCore的这一特性显著降低了执行网络相关任务所需的CPU功耗，同时将硬件配置无缝集成到Classic AUTOSAR工具中。

协议隧道

- 网络启动：不变

- CPU负载：-10%

- 处理时间：-30%

EB zoneo GatewayCore采用IEEE 1722协议，可降低CAN转以太网的性能延迟。此外，如果有硬件支持，EB zone GatewayCore还可用于配置硬件模块。

EB zoneo GatewayCore的这一特性可减少CAN转以太网任务所需的CPU功耗，并能够利用组播向不同目的地传送数据，以支持复杂的路由场景。

虚拟机仲裁

- 网络启动：不变

- CPU 负载：+10%

- 处理时间：-20%

EB zoneo VSwitch可为微控制器单元 (MCU) 内的多个独立虚拟机提供以太网通信。每个虚拟机都可与MCU内的其他虚拟机进行通信，也可与MCU的外部以太网总线进行通信。

EB zoneo VSwitch可连接不限数量的不同虚拟机，并助其以具有确定性且不受干扰的方式进行通信。

总结

以上EB zoneo的演示展示了一个有效可靠的解决方案，以驾驭汽车电子控制单元（ECU）内部及之间的汽车网络挑战。EB zoneo为域、集中式和区域式架构提供了现成的、面向未来的和反向兼容的解决方案，它的优点包含：

面向未来。支持高速、可靠和安全的车载网络的高级功能，能够从容应对分布式区域式架构带来的挑战。

优化。通过最大化现有硬件能力和将与网络相关的任务分配给特定的硬件单元，改善了计算能力和资源消耗。

低成本。加快了向面向服务（SOA）通信的转换，以及从域到集中式和区域式架构的转变。

已通过测试。EB zoneo已在一个重要的投产车辆系列进行了道路测试，并支持大众和通用等领先的OEM平台。

拥有数十年的行业经验和技术。Elektrobit拥有30余年的汽车网络专业经验，并与英飞凌、Marvell、恩智浦、Realtek、瑞萨等领先的硬件供应商建立了紧密合作关系。

总而言之，EB zoneo充分利用硬件功能，能够实现更快、更高效的车载网络连接；它是一个极具价值的解决方案，可以帮助汽车制造商和一级供应商简化部署过程、实现更先进的功能和构建新一代汽车架构。