本文作者：德州仪器(TI) 轿车处理器事务开展司理 Subbu Venkat
轿车架构正在快速演进，车辆逐渐从半自动驾驭向终究的彻底自动驾驭开展。轿车制造商还加入了多种功用，例如智能拜访、车辆同享、猜测性维护、车辆盯梢、车队办理和空中 (OTA) 晋级，以增强互联才干和车载通讯。这些高档功用生成的数据量不断添加，需求经过高功用处理器进行处理，并在 CAN、LIN 和高速网络（如以太网）等接口之间安全可靠地进行通讯。因而，轿车制造商正在从头评价轿车网关和长途信息处理操控单元体系（TCU）的架构。
轿车网关
轿车网关是一种中心功用为在车辆内安全可靠地传输数据的体系。车辆中可以存在多种网关：中心网关和域网关（或域操控器）。
中心网关可以在TCU、动力传动体系、车身、信息文娱体系、数字驾驭舱和 ADAS 运用等多个域之间安全可靠地传输数据。
域网关（或域操控器）具有相似的功用，只不过它仅在其相应域内的 ECU 之间路由数据。
与域网关比较，中心网关一般需求更强的处理功用、更多的接口和更高带宽的网络协议。图 1 阐明了如安在车辆中完成这两种类型的网关。
TCU
TCU 是车辆顶用于衔接互联网和云的 ECU。跟着轿车制造商为车辆装备Wi-Fi®、Bluetooth® 和蜂窝数据功用，衔接到
此衔接技能使得紧迫呼叫 (eCall) 成为或许，便利乘客在行进中在线拜访文娱和其他内容，一起还可为车辆中的数字内容供给 OTA 软件更新。
互联网和云的轿车变得越来越遍及。
图1 示例SoC架构，具有一个中心网关和两个域网关
同享轿车、用手机拜访替代遥控钥匙、车队办理和盯梢、稳妥供给商长途监控驾驭习气以及轿车经销商长途监控车辆情况以组织预防性维护（如替换机油）等，这些新式趋势都需求车辆衔接到互联网和云才干完成。
另一个新式趋势是车辆可以与其他车辆、基础设施（如交通讯号灯）乃至别人进行通讯，这一趋势也有助于完成车辆的彻底自动驾驭。人们形象地称之为车对车 (V2V) 和车对基础设施 (V2I) 以及车对人 (V2P)。专用短程通讯 (DSRC) 或 c-V2X 衔接一般有助于完成此类通讯。
简而言之，长途信息处理技能（Telematics）可将轿车与外界联系起来。图 2 经过图示对长途信息处理进行了阐明。
另一个新式趋势是车辆可以与其他车辆、基础设施（如交通讯号灯）乃至别人进行通讯，这一趋势也有助于完成车辆的彻底自动驾驭。人们形象地称之为车对车 (V2V) 和车对基础设施 (V2I) 以及车对人 (V2P)。专用短程通讯 (DSRC) 或 c-V2X 衔接一般有助于完成此类通讯。
简而言之，长途信息处理技能（Telematics）可将轿车与外界联系起来。图2经过图示对长途信息处理进行了阐明。
图2 长途信息处理（Telematics）示例
不断开展演进的网关和 TCU 需求运用处理器
轿车网关处理器一般是 32 位微操控器 (MCU)，具有内置存储和常用的网关接口，如操控器局域网 (CAN)、本地互联网络 (LIN) 和 FlexRayTM 等低速接口。可是，跟着轿车的 ADAS 和衔接功用不断添加，车辆有必要以十分低的推迟在各个域之间对越来越多的数据进行安全可靠的处理和通讯。
因为 CAN 灵敏数据速率和 LIN 之类的接口无法以较低的推迟来传输很多数据，因而轿车制造商正在搬迁到根据以太网 TCP/IP 的协议，以应对更高带宽的数据传输。因为 TCP/IP 是顾客领域中公认的通讯协议，它对人们很有吸引力。因而，与未经证明的协议比较，其危险更低。
MCU 自身或许满意不了未来网关的处理要求，因而功用更高的运用处理器（Application Processor）正在替代或添补某些 MCU 功用，以处理和路由未来网关的数据。此外，跟着车载网络向根据以太网网络的搬迁，由运用处理器支撑的轿车网关可以协助快速高效地处理和路由各个域之间的数据。
互联才干是完成 OTA 更新文娱内容和其他服务（如同享轿车/拼车运用和长途车辆拜访）所必需的条件。TCU 具有一个用于供给衔接的蜂窝或 Wi-Fi® 调制解调器和一个用于处理从调制解调器所接纳数据的运用处理器。处理包括解密数据、验证数据并将其路由到网关或其他域 ECU。在当时的架构中，调制解调器和处理器集成在单个半导体器材中。可是，因为调制解调器规范在不断开展，因而轿车制造商正在改为运用将调制解调器与处理器别离的架构。此外，轿车网关和 TCU 都在向由运用处理器支撑的根据以太网的网络搬迁，该运用处理器。
具有 PCIe 等高速衔接外设支撑，并具有强壮的核算才干来处理和路由各个域之间的数据。将处理器与调制解调器相别离的长处在于，仅替换调制解调器（无需改动处理器及在其上面运转的一切相关软件），即可将 ECU 快速搬迁到新的调制解调器规范。
跟着轿车互联性和自主性的进步，安全与防护在轿车网关和 TCU 中也变得越来越重要。专用的嵌入式安全处理器或子体系可以协助维护对车辆安全密钥的拜访，增强通讯通道的安全性，并保证可信软件更新不被用于网络进犯。安全功用一般在经安全认证的分立 MCU 中完成。集成了运用处理器和安全 MCU 的片上体系 (SoC) 为轿车 OEM 供给了更低的物料清单 (BOM) 本钱。
开发本钱
如前文所述，网关和 TCU 体系在功用方面正变得越来越杂乱。这给轿车制造商带来了昂扬的开发本钱。抱负情况下，轿车一切层级/类型的供货商均可防止此项本钱。
OEM 和一级供货商可以凭借 JacintoTM DRAx 系列轿车处理器来节省开发本钱，该系列处理器可供给可扩展且软件相互兼容的渠道，有助于满意下一代网关和 TCU 体系的需求。Jacinto DRA8x 轿车处理器经过支撑各种高速 I/O（如 PCIe、USB3.x、千兆以太网以及 CAN-FD 和 LIN 等传统轿车外设），协助增强整个车辆的衔接性。
这些处理器还经过专门规划，集成了片上 MCU 子体系，以协助满意 TCU、运用处理器和轿车网关所需的实时处理需求和功用。
DRA829V 是 DRA8X 系列中最新的轿车处理器。DRA829V 是一款高功用的 SoC，它集成了多个核算和处理中心，使得轿车网关可以更轻松高效地办理和支撑更高的实时数据吞吐量。因为此器材装备了用于实时处理的 Arm® Cortex®-A72 MPU 集群和 Arm Cortex-R5F 内核集群以及高速外设（如 USB-3、集成 PCIe 交换机和千兆以太网交换机）等特性，因而无需外部组件即可完成更高的带宽数据传输。DRA829V 处理器的另一个要害特性是其集成的功用安全 MCU 子体系，该体系支撑片上 ASIL-B 至 ASIL-D 功用安全操作。DRA829V 处理器还包括一整套传统的轿车外设，例如 CAN-FD、LIN 和 MOST。关于安全要害型运用，DRA829 器材经过集成的高安全性模块 (HSM) 支撑安全引导和运转时环境。此外，DRA829V 处理器还供给了各种核算才干和外设组合，可为多种轿车网关供给本钱优化的器材。
Jacinto DRA8x 处理器系列包括对 Processor SDK 中多个高档实时操作体系的支撑，一起它还具有全系列兼容且可扩展的软件开发套件 (SDK)，然后使得 OEM 可以在其产品系列中集成和重用规划效果，终究下降开发本钱。有了一致的软件，轿车制造商便可以缩小本钱昂扬的软件研制投资规模，并经过其整个中心网关渠道为从入门级到高端级在内的各类车辆布置软件。
立异下一代网关体系
轿车网关和 TCU 的架构正在敏捷改变，以在轿车的各个域之间高效地处理和传输很多数据。装备集成 MCU 子体系、运用处理器和高速 I/O 功用的可扩展 SoC 将有助于以更少的体系 BOM 满意这种新架构的需求。
TI 的可扩展硬件和软件相互兼容 DRA8x SOC 系列有助于满意新网关和 TCU 架构的需求，然后协助下降体系 BOM 本钱和轿车网关的开发本钱。
