未来车载以太网的实时性和安全性研究

对车辆行为的实时预测是未来汽车及相关领域中对交换式以太网网络技术的必要实时需求。而可调度性分析工具是分析基于以太网技术的实时性和安全性的有用工具。为了解决该问题，提出了一个未来车载以太网的架构，并利用形式化的可调度分析方法预测该车载网络响应的实时性，以确保通信的及时和车辆的安全运行。未来车载以太网架构主要包括信息娱乐系统、驾驶员辅助系统、车辆安全系统和车辆底盘系统。主要研究具有传感器数据融合的驾驶员辅助系统，先进驾驶辅助系统的车载网络是在几个交换机上实现的，利用可调度分析方法分析基于多个交换机的车载网络实时性。在交换机中调度基于以太网的网络流量主要有3种方式：基于严格优先级的调度、基于保留流量的调度和基于时间触发的调度。本研究利用基于严格优先级的方法对以太网进行调度。首先，利用车辆高级驾驶辅助系统ECU（电子控制单元）处理来自各种传感器（如相机、雷达和激光雷达）的数据，并附加一个ECU对出现故障的系统进行恢复，利用结构冗余实现容错，以提高系统的可靠性；然后，通过以太网将车辆的传感器数据和车辆行驶的实际数据传输到ECU，ECU将数据进行统一分析，并将分析后输出的命令传送到相应的控制系统，以控制车辆的运行，如将输出命令传输到底盘以控制车辆的制动系统来实现制动操作；最后，利用可调度分析方法分析数据传输过程中车辆实际运动和控制的实时性。

Aboubacar Diarra et al. Systems Conference.IEEE, 2015.

编译：朱会