Dynamické sítě NXP v uživatelské příručce softwaru

Softwarově definovaný síťový systém pro vozidla (Software-Defined Vehicle Networking System) umožňuje dynamickou konfiguraci sítě, což umožňuje adaptaci v reálném čase během provozu a měnících se scénářů. Tato funkce zajišťuje, že priority sítě se mohou upravovat podle vývoje podmínek.

Aktualizace Over-the-Air

V průběhu celého životního cyklu vozidla využívejte bezdrátové aktualizace k implementaci vylepšení softwaru, nových funkcí a funkčních vylepšení. Tento proces zajišťuje, že vaše vozidlo zůstane aktuální s nejnovějšími technologiemi.

Standardizovaný přístup

Efektivně splňujte rozmanité požadavky pomocí dobře strukturovaného a standardizovaného přístupu ke konfiguraci a rekonfiguraci sítě. Tato metoda zjednodušuje proces a zvyšuje celkovou spolehlivost systému.

ZAVEDENÍ

Dnešní a zítřejší softwarově definovaná vozidla (SDV) mají stále složitější a dynamičtější síťové požadavky.

Tyto požadavky se vyvíjejí nejen během provozu vozidla, ale také s aktualizací, úpravou nebo novým nasazením softwaru.
Složitost je však nepřítelem škálovatelnosti, spolehlivosti a efektivní implementace.

Standardizace konfigurace a rekonfigurace sítě představuje značnou výhodutagpro automobilový průmysl.

VLASTNOSTI

Konfigurace sítě pro SDV

Moderní vozidla jsou dnes programována stejně tak, jak se staví. Tradiční automobily měly pevné vlastnosti a schopnosti definované fyzickými komponenty montovanými na výrobní lince. Naproti tomu dnešní vozidla jsou vysoce přizpůsobivá, přičemž základní atributy – včetně jízdní dynamiky – jsou určeny softwarem a řízeny polovodiči v tandemu s mechanickými součástmi.
Systémy SDV nejsou jen programovatelné, ale, co je ještě důležitější, průběžně přeprogramovatelné. Během životního cyklu vozidla umožňují bezdrátové (OTA) aktualizace vylepšení softwaru, nové funkce a funkční vylepšení.

Tato úroveň přizpůsobivosti závisí výhradně na robustní palubní síti. Každá součást musí být schopna odesílat a přijímat data, ať už nepřetržitě nebo na vyžádání. Požadavky na síť se v různých systémech vozidla značně liší.
Vysoká šířka pásma a nízká latence jsou klíčové pro bezpečnostní funkce, jako jsou systémy detekce kolizí. Naproti tomu jiné systémy, jako jsou směrová světla, vyžadují pouze přerušovanou komunikaci s nízkou šířkou pásma a určitou tolerancí latence.

Efektivní splnění těchto rozmanitých požadavků vyžaduje dobře strukturovaný a standardizovaný přístup ke konfiguraci a rekonfiguraci sítě.

Proč SDV závisí na dynamické konfiguraci

Dynamická konfigurace sítě umožňuje adaptabilitu v reálném čase jak během provozu, tak i v jiných scénářích. S měnícími se podmínkami se mohou odpovídajícím způsobem upravit priority sítě.
Zatímco fyzické kabely a ethernetové přepínače zůstávají nezbytné, sítě SDV jsou primárně softwarově definované, což umožňuje bezproblémovou rekonfiguraci jakožto inherentní prvek návrhu.

Tato schopnost rekonfigurace umožňuje optimalizaci vozidel s ohledem na hardwarové komponenty v konkrétních modelech vozidel. Může jim pomoci dosáhnout lepší spotřeby energie a přizpůsobit se různým jízdním podmínkám.
Zlepší se odolnost vůči chybám, komponenty budou monitorovány v reálném čase a zařízení budou překonfigurována tak, aby se zmírnily případné poruchy. Pomůže to programům prediktivní údržby identifikovat části nebo systémy vozidla, které pravděpodobně vyžadují pozornost.

A pomůže s personalizací a úpravou vozidla pro jeho uživatele.
Požadavky na síť se budou lišit v závislosti na aktuálním provozu vozidla, což vyžaduje automatizovanou konfiguraci s ohledem na kontext.

Návrh a konstrukce: Díly budou instalovány a propojeny do sítě v různých časech a za různých podmínek.tagprocesů návrhu, prototypování, výroby a testování.
Během jízdy: Různé jízdní stavy a okolnosti vyžadují aktivaci, deaktivaci a upřednostnění různých komponent, napříkladampnapř. při parkování na rušných městských ulicích, při jízdě na otevřené dálnici nebo v různých denních dobách a za různých povětrnostních podmínek. Pokud je zjištěna závada, je implementována nejlepší strategie pro zmírnění jejích následků.

V garáži: Mechanici budou muset být schopni bezpečně testovat, vyměňovat a opravovat součásti, a to jak samostatně, tak ve spolupráci s ostatními systémy vozidla.
Doma: Zatímco vozidlo parkuje na příjezdové cestě majitele, mnoho komponentů bude vypnutých nebo neaktivních. Jiné, například ty, které se používají k nabíjení baterie, otevírání dveří a zabezpečení, však musí být funkční.
Schopnost rychle, bezpečně a automaticky konfigurovat a rekonfigurovat síťovou infrastrukturu vozidla je proto zásadní pro vývoj SDV.
Dosažení této flexibility je však v dnešním automobilovém průmyslu náročné. Výrobci automobilů a jejich dodavatelé si vybírají širokou škálu komponentů, aby splnili konstrukční požadavky, řídili náklady a integrovali špičkové technologie.
I když je tato flexibilita zásadní, výsledná heterogenita síťových komponent představuje značné výzvy pro konfiguraci a rekonfiguraci sítě.

Klíčové výzvy nestandardizované konfigurace sítě:

Interoperabilita: Vlastní konfigurační standardy od různých výrobců OEM a dodavatelů vytvářejí neefektivitu a vyžadují dodatečné softwarové úpravy nebo dokonce další fyzické komponenty.
Problémy s integrací vznikají, když komponenty vyžadují komunikaci mezi zprostředkovateli, což zvyšuje složitost, která může ovlivnit spolehlivost a bezpečnost.
Škálovatelnost: Výrobci originálních dílů (OEM) těží ze standardizovaných elektronických/elektrických (E/E) a softwarových architektur, které lze znovu použít v různých modelech vozidel. Součásti, které vyžadují jedinečné konfigurace pro specifické díly, tuto škálovatelnost brzdí, snižují efektivitu a zvyšují technické režijní náklady.
Integrační úsilí a náklady: Vlastní konfigurace zvyšují náklady prodloužením doby ověřování a testování. Tyto náklady se rozšiřují i na údržbu, protože jakékoli změny architektury SDV mohou vyžadovat opakované ověřování, aby byla zajištěna kompatibilita a spolehlivost.
Kybernetická bezpečnost: Nekonzistentní konfigurace zavádějí neznámé zranitelnosti, rozšiřují oblast útoku vozidla a komplikují úsilí o zmírnění hrozeb. Standardizace je nezbytná pro prosazování jednotných bezpečnostních politik v celé síti.

Běžný konfigurační model

Automobilový průmysl by značně těžil ze společného modelu konfigurace sítě, univerzálního protokolu a jazyka, který by bylo možné použít k programování síťových připojení napříč všemi zařízeními. To nevyžaduje žádnou změnu použitých komponent. Jak již bylo zmíněno, zavedení takových omezení by bylo v příkrém rozporu se zájmy výrobců i spotřebitelů. Spíše se jedná o změnu způsobu, jakým jsou tyto komponenty zapojeny, konfigurovány a rekonfigurovány. V duchu architektury SDV se mnohem více zaměřuje na software než na hardware.
V mnoha ohledech jsou výhody společného konfiguračního modelu zrcadlovým obrazem nevýhod.tagnašeho současného nestandardního prostředí.
Tam, kde je interoperabilita v současnosti výzvou, se standardizovaný model stává efektivnějším a bezproblémovým, ať už komponenty pocházejí od jednoho nebo mnoha výrobců. Škálovatelnost a opětovné použití kódu je umožněno, protože konfigurace síťového softwaru jsou psány podle společného standardu a používají stejné protokoly. Náklady na vývoj a doba uvedení na trh se snižují, protože validace, testování a zajištění souladu s různými průmyslovými standardy by se zjednodušily díky snížení složitosti návrhů sítí. Stejně tak je kybernetická bezpečnost nejen zjednodušená, ale i efektivnější díky zvýšenému přehledu v celé síti.

Průmyslové standardy

YANG (Yet Another Next Generation) a MIB (Management Information Base) se oba používají pro správu sítě, ale výrazně se liší v přístupu a rozsahu. YANG je jazyk pro modelování dat určený pro modelování konfiguračních a stavových dat síťových zařízení strukturovaným způsobem, obvykle používaný s NETCONF pro automatizaci a dynamickou správu. YANG podporuje širokou škálu síťových služeb a poskytuje lepší flexibilitu pro modelování složitých síťových konfigurací, což umožňuje podrobnější řízení a konfiguraci. Na druhou stranu MIB, používaný primárně se SNMP (Simple Network Management Protocol), nabízí statickou, předdefinovanou strukturu pro reprezentaci dat síťových zařízení. I když se MIB široce používá ve starší správě sítě, postrádá flexibilitu a rozšiřitelnost YANGu, zejména pokud jde o zpracování složitých, dynamických konfigurací. YANG je vhodnější pro moderní správu sítě, a to zejména v prostředích, která vyžadují automatizaci a adaptabilitu v reálném čase.
Pro automobilové použití stávající modely YANG často vyžadují rozšíření, aby splňovaly jedinečné požadavky vozidel. Tradiční modely YANG jsou obecně navrženy pro obecné síťové a komunikační scénáře, ale automobilové systémy mají specifické potřeby. Rozšíření modelů YANG umožňuje integraci specifických požadavků automobilového průmyslu a efektivnější správu moderních vozidel.
S YANG se používá několik protokolů pro správu, včetně NETCONF, RESTCONF, gNMI a CORECONF. NETCONF se široce používá pro spolehlivou a komplexní správu a nabízí podporu pro pokročilé operace. RESTCONF, využívající metody HTTP, poskytuje jednodušší rozhraní, ideální pro webAplikace založené na . gNMI, založený na gRPC, je obzvláště vhodný pro vysoce výkonné aplikace, telemetrii a streamování. CORECONF, odlehčenější protokol, nabízí efektivní přístup s minimálními režijními náklady, což z něj činí skvělou volbu pro prostředí vyžadující rychlé změny konfigurace v reálném čase s nízkou latencí. Jeho jednoduchost a zaměření na základní konfigurační úlohy z něj činí přesvědčivou volbu pro moderní automatizaci sítí, zejména tam, kde je prioritou snadnost použití a efektivita. I když není tak široce používán jako NETCONF nebo RESTCONF, jeho přímočarý design zajišťuje rychlou a efektivní správu síťových zařízení.

CORECONF používá metody CoAP (Constrained Application Protocol) pro přístup ke strukturovaným datům definovaným v YANG. CoAP je odlehčený protokol určený pro zařízení a sítě s omezenými zdroji, běžně používaný v aplikacích IoT.
Pro nižší režijní náklady pracuje přes UDP, přičemž prioritou je rychlost a efektivita. CoAP se řídí modelem klient-server požadavek/odpověď a pro kompaktní kódování dat používá CBOR. Navzdory použití UDP obsahuje CoAP funkce pro spolehlivost, jako jsou opakované přenosy a potvrzení.
CoAP také podporuje DTLS pro zabezpečení, což zajišťuje šifrovanou komunikaci. Díky nízké režijní zátěži je ideální pro méně výkonná zařízení.

V některých případech lze data kódovaná v CBOR přenášet přímo přes surový Ethernet bez nutnosti použití TCP/IP stacku. To je obzvláště užitečné pro zařízení s omezenými zdroji, která nevyžadují plnou režii tradičního síťového stacku.
Díky obcházení vrstev TCP/IP mohou tato zařízení komunikovat efektivněji, čímž se snižuje latence a šetří se zdroje, jako je paměť a výpočetní výkon. Tento přístup se často používá ve specializovaných aplikacích, jako je průmyslový IoT nebo automobilové systémy, kde je pro provoz v reálném čase nezbytná komunikace s nízkou latencí a minimální spotřeba zdrojů.
Standardizace datového modelu je klíčová pro zajištění konzistence a interoperability napříč různými systémy, zejména ve složitých prostředích, jako je automobilový průmysl nebo sítě internetu věcí.

Dobře definovaný datový model poskytuje jednotný přístup ke správě konfigurace, monitorování a řízení, což umožňuje bezproblémovou komunikaci mezi různými komponentami. Stejně tak je však důležitá flexibilita transportního protokolu. Různá zařízení mají různá omezení zdrojů, komunikační potřeby a síťová prostředí. Díky podpoře více transportních protokolů se systém dokáže těmto rozmanitým požadavkům přizpůsobit a zajistit efektivní a spolehlivou komunikaci napříč širokou škálou zařízení, od nízkopříkonových senzorů až po vysoce výkonné řídicí jednotky.
Rozšíření se přidávají pouze tehdy, když standardy nejsou dostatečné
Obrázek 2: Standardizované možnosti konfigurace.

(Poznámka: Standardizace zahájena v rámci OPEN Alliance TC-19)
Obrázek 3: Standardizované možnosti monitorování a diagnostiky.
(Poznámka: Standardizace zahájena v rámci OPEN Alliance TC-19)

V souhrnu

Absence standardizované konfigurace sítě zbytečně komplikuje vývoj softwarově definovaných vozidel pro výrobce vozidel. Jednotný přístup je nezbytný pro zajištění škálovatelnosti, zabezpečení a efektivity.
Tato výzva ovlivňuje celý automobilový ekosystém – výrobce originálního vybavení (OEM), dodavatele elektronických zařízení i poskytovatele softwaru. Její řešení vyžaduje koordinované úsilí v celém odvětví o vývoj a přijetí harmonizovaných standardů pro konfiguraci sítí. Standardizace není jen technickou nutností – je strategickým imperativem pro urychlení inovací a zároveň pro snížení složitosti a nákladů.
V současných alternativách pro konfiguraci sítě v automobilovém průmyslu existují mezery, a proto existuje tato rozmanitost řešení.

Tyto mezery však zdaleka nejsou nepřekonatelné. Společné úsilí o vývoj otevřených standardů a paralelní úsilí o jejich přijetí v celém automobilovém sektoru přinese bohaté výhody. Profitovat z toho bude každá společnost v našem odvětví.
Obrázek 4: S32J100 umožňuje výrobcům vytvářet efektivní sítě vozidel

Síťování NXP CoreRide

Přestože jednotný standardní model pro dynamické sítě zůstává pro automobilový průmysl výzvou, společnost NXP již zjednodušila moderní sítě pro vozidla zavedením sítě NXP CoreRide, jejímž jádrem je řada vysoce výkonných ethernetových přepínačů S32J.

Řada S32J sdílí společné jádro přepínače, NXP NETC, s nejnovějšími mikrokontroléry a procesory NXP S32. Společné jádro přepínače zjednodušuje integraci a poskytuje výrobcům efektivnější, škálovatelnější a flexibilnější síťová řešení.
Historicky vývoj řídicích jednotek (ECU) zahrnoval integraci řady polovodičových a softwarových komponent od různých dodavatelů, z nichž každý vyžadoval odlišnou konfiguraci a podporu.
Absence společných standardů vedla ke zvýšené složitosti, pomalejším časovým harmonogramům návrhu a vývoje a vyššímu riziku chyb.

Síťové řešení NXP CoreRide tento proces revolučně mění a zjednodušuje správu sítě pro každý uzel v síti vozidla tím, že poskytuje jednotný přístup ke správě sítě.
Tento přístup umožňuje výrobcům originálního vybavení (OEM) navrhovat a vytvářet efektivní a flexibilní architektury vozidel, které se snadno přizpůsobí různým požadavkům napříč různými modely vozidel a úrovněmi výroby.

Služby zákazníkům

Jak se k nám dostanete

Domovská stránka: nxp.com
Web Podpora: nxp.com/support
USA / Evropa nebo místa, která nejsou uvedena:
- NXP Semiconductors USA, Inc.
- Technické informační centrum, EL516
- 2100 East Elliot Road
- Tempe, Arizona 85284
- + 18005216274 nebo + 14807682130
- nxp.com/support

Evropa, Blízký východ a Afrika:
- NXP Semiconductors Německo GmbH
- Technické informační centrum Schatzbogen 7
- 81829 Muenchen, Německo
- +441296380456 (anglicky)
- +468 52200080 (anglicky)
- +4989 92103559 (německy)
- +33169354848 (francouzsky)
- nxp.com/support

Japonsko:
- NXP Japan Ltd.
- Věž Yebisu Garden Place 24. patro,
- 4-20-3, Ebisu, Shibuya-ku,
- Tokio 1506024, Japonsko
- 0120950032 (Bezplatná linka pro vnitrostátní hovory)
- nxp.com/jp/support
Asie / Tichomoří:
- NXP Semiconductors Hong Kong Ltd.
- Technické informační centrum
- 2 Dai King Street
- Průmyslový areál Tai Po
- Tai Po, NT, Hongkong
- +80026668080 XNUMX XNUMX XNUMX
- support.asia@nxp.com

Razvan Petre

Vedoucí marketingový manažer, NXP Semiconductors
Razvan Petre vede produktovou strategii pro automobilové ethernetové přepínače, včetně inovativní řady S32J, v rámci týmu Ethernet Networking Solutions ve společnosti NXP.

S silným zaměřením na inovace, tržní trendy a potřeby zákazníků Razvan vyvíjí síťová řešení, která splňují vyvíjející se požadavky automobilového průmyslu.
nxp.com/S32J100
NXP a logo NXP jsou ochranné známky společnosti NXP BV Všechny ostatní názvy produktů nebo služeb jsou majetkem příslušných vlastníků. © 2025 NXP BV

Číslo dokumentu: DYNAMICNETWORKINGA4WP REV 0

Často kladené otázky

Otázka: Proč je dynamická konfigurace sítě nezbytná pro softwarově definovaná vozidla?
- A: Dynamická konfigurace sítě umožňuje adaptabilitu v reálném čase a zajišťuje, že priority sítě se mohou upravovat na základě měnících se podmínek během provozu vozidla.

Otázka: Jaké jsou klíčové výhody bezdrátových aktualizací pro SDV?
- A: Bezdrátové aktualizace umožňují vylepšení softwaru, nové funkce a funkční vylepšení po celou dobu životního cyklu vozidla, čímž jej udržují v souladu s nejnovějšími poznatky.
Otázka: Jaký přínos má standardizovaný přístup ke konfiguraci sítě pro automobilový průmysl?
- A: Standardizace konfigurace a rekonfigurace sítě nabízí značné výhodytagpro automobilový průmysl zlepšením škálovatelnosti, spolehlivosti a efektivní implementace.

Dokumenty / zdroje

Dynamické sítě NXP v softwaru [pdfUživatelská příručka
Dynamické sítě v softwaru, software

Reference

Uživatelská příručka

Dynamické sítě NXP v softwaru

Informace o produktu

Návod k použití produktu