无人车载网络高可靠HUB的设计
2024-03-21杨嘉睿娄岱松许志伟毛汉领朱纪洪
计算机工程与设计 2024年3期
关键词:设计
杨嘉睿,娄岱松,许志伟,汪 震,毛汉领+,朱纪洪
(1.广西大学 机械工程学院,广西 南宁 530004;2.清华大学 精密仪器系,北京 100084)
0 引 言
无人车的主要系统由感知、决策和控制等子系统组成。其中控制系统的好坏决定了无人车的性能优劣。主控节点对各执行机构的有力控制都依赖于日趋智能化、多用途的车载数据链[1],要求车载网络向着高可靠、高带宽和抗干扰能力强等方面发展[2]。
车载网络经过多年发展,已经集合了包括CAN总线[3]、LIN总线[4]、FlexRay总线[5]等网络技术,近年来,TTP总线[6]因其具有高安全性、高确定性的技术特点,越来越多的应用在车载网络当中。但随着车载系统的数据量剧增,这些网络暴露出带宽不高的特点,例如FlexRay总线总传输速率为20 M/s[7],这使得一般的网络技术逐渐不再适应车载网络的发展。
另外,总线型网络的任一节点故障都将引起整个网络失效。例如CAN总线短路会影响总线差分电平,总线将无法正常工作;断路会使得断路节点以外的节点脱离总线,影响实时通讯[8];过长的总线会影响传输效率,在实际应用中具有一定的局限性[9]。
基于此,研究人员不断探索优化总线通信的方法。例如面对1553B总线存在的通信速率低、故障隔离困难等问题[10],采用双冗余通信装置设计,发生故障时进行余度切换,提高网络可靠性[11]。但类似方法多是通过冗余设计提高可靠性,未根本解决总线型通信的带宽和可靠性问题。
时间触发以太网TTE[12]速率高、可靠性高,带宽可达10 Gb/s,通信的实时性好[13]。……
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