面向混合关键性车载应用的 网络延迟架构设计

日益增加的自动驾驶车辆和互联车辆要求更快的数据速度和更高的数据容量，以满足安全性和舒适性要求，受这些因素的驱动，一场汽车网络革命正在兴起。以 CAN 为中心的车载网络(IVN)虽然成熟可靠，但无法满足客户期待的新一代车辆中的新功能所带来的大量多样化数据需求。为了支持始终互联的远程信息处理单元、高分辨率前部本体、雷达传感器、环视摄像头，所需的带宽日益增加，更多以 CAN 为中心的 IVN 已经转变为基于域的车载架构。在这些架构中，中央网关使用汽车以太网通信技术连接到多个域电子控制单元(ECU)。每个域 ECU 均实现特定的功能，例如驾驶辅助、信息娱乐和车身控制。

汽车以太网(1)是这些架构通信骨干网的实际标准解决方案，因为它具有全双工和可扩展的带宽，并且可以从相近的消费类和工业市场中获取丰富的相关标准、工具和解决方案。为了满足特定的时间受限应用要求，IEEE（以太网标准化的监管机构）发布了一套时间敏感型网络(TSN)标准。这些标准支持网络功能，例如分布式节点同步、终端节点之间的确定性或有界网络延迟以及网络路径冗余。

本白皮书讨论 IEEE 802.1Qbv“计划流量增强”，这是一个特定的 TSN 标准，它定义了在网络端节点之间实现确定性通信延迟的机制。本文旨在面向对 IEEE 802.1Qbv 在汽车以太网网络中的应用感兴趣的专业人员。

在第 1 节中，我们介绍 TSN 任务组、IEEE 802.1Qbv 标准和 IEEE 802.1AS 标准。第 2 节介绍四个“如果……会怎样”的相关场景，以重点说明计划流量功能的影响，并介绍我们的汽车以太网实际设置。在第 3 节中，我们将进行每种场景的开销/收益分析，然后在第 4 节中给出最终结论。