汽车网关(gateway)系统的作用原理及部分车型网关位置

汽车多个ECU之间的典型信息传送方式及网关1．常见的动态控制系统的ECU配置方式为了改善汽车的动态特性，汽车上的电子控制系统愈来愈多，最常见的有电子燃油喷射系统（EFI）、防抱死制动系统（ABS），四轮转向系统（4WS）、四轮驱动系统（4WD）和有源悬架系统（ASUS0等，这些系统均配备有各自的ECU。

日益增多的ECU及其通信设备使汽车的生产成本逐年上升。

为了降低成本，首先要减少数据传输功能设备，而要做到减少线束、接头、网关等功能设备，必须采用能满足高速多路复用通信的协议，以共享和传送“控制信息”。

此处所指的“控制信息”，有发动机转速、车身垂直加速度、车速等等，这些“控制信息”连续馈送至网络总线（图1）图1 汽车动态控制系统EFI-电子燃油喷射系统（ECU-A）；ABS-防抱死制动系统（ECU-B）；4WS-四轮转向系统（ECU-C）；4WD-四轮驱动系统（ECU-D）；ASUS-有源悬架系统（ECU-E）各个ECU接需要从总线上接收最新的信息以操纵使动器。

例如，匹配发动机转速传感器的ECU-A（EFI），将发动机转速数据连续馈送至总线，而不需要考虑该ECU应用些什么数据；另一方面，其他几个需要发动机转速数据的ECU，只需从总线上接收发动机转速数据而勿需考虑目身应分发些什么数据。

对于接收ECU，它接收到的最新数据为现行数据。

在实际实施中，每当ECU接收到数据，就将这些数据存储在RAM区，并将这些数据按各自的类型赋值，因此，RAM总有一个更新了的数据复制并存储在其中，再通过对这些数据的应用，使ECU获取最新的数据。

2．ECU之间数据传递的主要特征汽车内ECU之间与办公用微机之间的数据传输特征不尽相同，主要差别在于传输频率。

汽车内ECU之间的数据传输频率是变化的，例如，在发动机加速时，进行的是高频数据传输，如每隔4ms传输l次；而在发动机低温低速状态，则只需作每隔l秒左右l次的低频传输。

3．汽车内各ECU数据传输/使用的映象为叙述方便，采用图1所示的5个ECU组成的动态控制系统。

丰田轿车车载网络系统概述！一、丰田轿车车载网络系统的组成丰田车系采用多路传输通信系统MPX(Multiplex Communication System)，丰田车系在网关ECU内置了三种通信电路，即CAN、BEAN、AVC-LAN。

这三种电路的通信速率，见表8-1。

CAN总线具有高度灵活性、简单的扩展性、优良的抗干扰性和纠错能力，其通信协议在汽车电控系统中得到更广泛的应用。

车身电子局域网络BEAN(Body Electronic Area Network)是丰田汽车专利的双向通信网络。

音响视听局域网络AVC-LAN（Audio Visual Communication-Local Area Network）主要用于音频和视频设备中的通信网络。

各个网络通信协议不同，传输速率不同，翻译工作由网关来完成。

网关结构如图8-1所示。

网关内置CPU从不同的总线接收数据，对数据进行处理，再按照各通信协议把该数据发送到总线上去。

网管负责来自仪表板总线、车门和转向柱总线、CAN总线和AVC-LAN总线数据信息的接受、转化和传输。

并会将相关信息存储。

其中DLC3用于故障自诊断。

网关的安装位置位于副驾驶前，如图8-2所示。

图8-1 网关的结构简图图8-2 网关的安装位置二、丰田轿车车载网络系统的特点1. CAN通信网络CAN通信网络的组成如图8-3所示。

CAN通信网络中的多个ECU 连接到通信线路上，终端电阻(120Ω)安装在总线主线路上，连接电阻的目的是为了防止信号的反射，使提供的信号更稳定。

各控制单元模块和相关ECU跨接于总线上，总线采用双线传输。

其CAN-H线称为主线，CAN-L线称为副线。

图8-3 CAN通信网络组成2. 车身电子局域网络BEAN车身多路通信局域网络是一种多总线车身电子局域网，由仪表板BEAN系统、转向柱BEAN系统和车门BEAN系统组成，如图8-4所示。

BEAN通信一般采用单线传输（由公用地线构成回路）。

论述网关的作用原理及应用一、网关的定义网关（Gateway）是计算机网络中的一种设备，它连接两个不同的网络，实现不同网络之间的数据传输和通信。

网关可以理解为计算机网络中的“门户”，它不仅转发数据包到目标网络，还能对数据进行处理、转换和过滤等操作。

二、网关的作用原理网关的作用原理可以概括为以下几个方面：1.协议转换：不同网络之间通常使用不同的通信协议，网关可以将一个协议的数据包转换为另一个协议的数据包，使得不同网络能够正常通信。

2.数据转发：网关可以根据目标地址将数据包转发到相应的网络中，实现不同网络之间的数据传输。

3.安全防护：网关可以对数据进行过滤、加密和解密等安全操作，确保网络通信的安全性。

4.访问控制：网关可以根据预设规则对数据进行访问控制，阻止非法的数据包进入网络。

5.网络地址转换（NAT）：网关可以将内部网络的私有IP地址转换为外部网络的公有IP地址，实现内部网络和外部网络的互联。

三、网关的应用场景网关在计算机网络中的应用非常广泛，以下列举了几个常见的应用场景：1.互联网接入：网关是连接本地网络和互联网之间的关键设备，为用户提供访问互联网的入口。

2.安全防护：企业网络中的网关可以作为防火墙，对内部网络进行安全监控和防御，阻止恶意攻击和未经授权的访问。

3.虚拟专用网络（VPN）：网关可以扮演VPN服务器的角色，提供安全的远程访问服务，使用户能够在公共网络上访问私有网络资源。

4.多网关路由：在复杂的网络环境中，通过设置多个网关，可以实现路由的负载均衡和容错机制，提高网络的稳定性和性能。

5.多协议转换：网关可以支持多种通信协议的转换，例如将IPv4转换为IPv6，使得不同版本的网络能够互联。

四、网关的优势和挑战使用网关在网络中具有以下优势：1.提高网络安全性：通过网关的安全防护功能，可以有效防止网络攻击和数据泄露。

2.促进网络互联：网关实现不同网络之间的连接和数据传输，提供了简单、快速和可靠的通信方式。

汽车网关控制器是车内各种电、光总线之间的路由器。

它集成了标准多媒体接口，例如通用串行总线(USB)、Firewire和面向介质的系统传送(MOST)总线，并且连接控制区域网(CAN)系统。

控制器采用以太网和蓝牙等计算机接口还可以同前沿的汽车系统相连。

在某些应用中，网关控制器被用于控制闪存和CD-ROM 驱动器等器件。

一般需要一块小的CPU来控制网关的路由功能。

网关控制器支持各种接口，因此，系统能够与不同生产商提供的总线进行通信。

图1是一个典型的汽车网关控制器系统。

Altera的低成本 Cyclone® II和Stratix® II FPGA用于设计下一代嵌入式网关控制器。

Altera® FPGA提供非常灵活的芯片系统(SOC)解决方案，具有可配置的端口数量和类型。

Cyclone® II 和Stratix II FPGA都可以提供高性能网关解决方案，支持更高级的硬件路由加速。

此外，Nios® II双处理器架构还直接集成了网络服务协议。

图1中所有类型的接口都可以作为知识产权(IP)内核，由Altera或者Altera 宏功能合作伙伴计划(AMPPSM)成员提供。

该系统理想的CPU是Altera的32位Nios II RISC嵌入式处理器。

设计人员使用SOPC Builder，在灵活的总线系统中，能够迅速实现Nios II处理器以及所有类型的IP。

路虎车型各模块控制功能和位置表车辆电气系统由一系列控制模块组成，它们通过若干网络系统相互连接。

该车使用了以下网络系统： ·髙速控制器局域网总线·中速CAN (controller area network)总线 · LIN (local interconnect network)总线 ·媒体定向系统传输(MOST)系统。

CJB (central junction box)是网络系统的'网关，通过它可以在网络间交换信息。

娱乐系统组件连接在MOST 光纤系统上，媒体导向系统传输(MOST)系统可以通过前高端显示(HLDF)屏幕中的”网关”与其他网络系统 发送和接收信息。

下表中显示了每个车辆控制模块的信息，包括模块所接到的网络系统、模块的功能及其在车辆中的位置。

模块 网络系统功能车辆位置 CJB高速CAN 总线控制车身功能和配电 乘客脚部空间，位于手套箱之后 方向盘模块髙速CAN 总线传输转向位置信息 与方向盘时钟弹簧一体诊断插座 高速CAN总线允使用IDS 或其他诊断工具传输车辆信息 位于仪表板下方的驾驶员脚部空间RCM(restraints control module)高速CAN总线控制辅助约束组仵的展开 中央控制台后部，扶手下方TCM (transmissioncontrol module)高速CAN 总线 控制自动变速器安装在变速器壳的顶部ECM(engine control module)髙速CAN总线控制发动机管理和燃油系统操作 安装在发动机舱的隔板之间ABS(anti-lock brake system)模块 高速CAN 总线 控制制动系统的所有方面安装在发动机舱LH (left-hand)侧的隔板之间前照灯控制模块高速CAN 总线控制动态头灯调平功能乘客脚坑，位于杂物箱后面乘员检测器传感器高速CAN 总线当乘客位于前排乘员座椅时检测乘员座椅下方地形优化开关高速CAN 总线 允许驾驶者更改地形响应系统的设置安装在地板控制台中，自动变速器换挡杆前方 差速电子模块高速CAN 总线控制电子差速器的操作安装在后差速器前部自动变速箱档位选择器高速CAN 总线 允许驾驶者换档 安装在地扳控制台中，换挡杆所在位置连缕可变阻尼模块高速CAN 总线 行李箱的LH 侧驻车距离控制ECU 高速CAN 总线疔李箱的LH 侧仪表组高速CAN 总线 接收来目其他糸统的数据以提供驾驶员信息仪表板电子驻车制动器模块高速CAN 总线行李箱的LH 侧电动转向柱锁高速CAN 总线 控制转向柱锁定和解锁在转向柱下面，下转向柱防尘罩下方电动助力转向ECU高速CAN 总线 安装在电子动力转向电机上 换挡模块 高速CAN 总线在发动机舱LH 侧，变速器旁边 CJB中速CAN控制车身功能和配电乘客脚部空间，位于手套箱之后燃油式加热器模块中速CAN控制燃油加热器的操作集成燃油加热器诊断插座中速CAN允许使用IDS或其他诊断工具传输车辆信息位于仪表梃下方的驾驶员脚部空间乘员门模块中速CAN控制本窗和锁定功能安裝在乘员车门内前髙端显示(HLDF)屏幕中速CAN中央控制台中防盗锁止器天线单元(IAU)上方驾驶员记忆座椅ECU 中速CAN控制驾驶员座椅位置以及其他驾驶员个性化功能的记忆功能驾驶者座椅下面后视照相机中速CAN安装在尾门中仪表组中速CAN接收来自其他系铳的数据以提供驾驶员信息仪表板驾驶者车门模块中速CAN控制车窗和锁定功能安装在驾驶者车门中电动行李箱盖模块中速CAN安装在尾门内侧集成控制面板（ICP) 中速CAN安装在前髙端显示（HLDF)屏幕四周中间的仪表盘中导航系统模块（亚洲）中速CAN从DVD读取地图信息，以通过TAD和使用驾驶员放大器的语音向导，计算和显示图像路线向导信息行李箱外部，紧靠其底部RH〔right-hand)侧摄像头模块中速CAN在LH前排座椅下面乘客记忆座椅ECU 中速CAN控制乘客座椅位置以及其他驾驶员个性化功能的记忆功能在乘客座椅下面电子镀铬后视镜中速CAN车内后视镜HEVAC控制模块中速CAN包括对供暖、空调系统和娱乐系统的控制位于地板控制台和仪表盘之间无匙车辆模块中速CAN行李箱的LH侧LH盲点监控模块中速CAN位于后部上层保险杠LH侧的后面RH盲点监控麟中速CAN位于后部上层保险杠RH侧的后面RH后车门模块LIN 控制车窗和锁定操作安装在RH后车门中LH后车门模块LIN 控制车窗和锁定操作安装在LH后车门中发电机LIN 向ECM提供负荷信号位于发动机舱。

汽车五大域讲解随着ECU（电子控制单元Electronic Control Unit）的增加，汽车逻辑控制越来越复杂。

域控制器出现的最初逻辑并不是为了减少车辆ECU数量而存在的，而是为了整合数据、增强计算能力而生。

所谓“域”(Domain)即控制汽车的某一大功能模块的电子电气架构的集合，每一个域由一个域控制器进行统一的控制，最典型的划分方式是把全车的电子电气架构分为五个域：动力域、底盘域、车身域、座舱域和自动驾驶域汽车5个主要的功能域：1.动力域∙多种动力系统单元（内燃机，电动机/发电机、电池、变速箱）∙计算和分配扭矩∙变速器管理∙电池监控∙发电机调节支持的通讯类型包括CAN/CAN-FD，GigabitEthernet并对通讯提供SHA-256加密算法支持面向CPUGPU发展，需要支持AdapativeAUTOSAR环境，或支持POSIX标准接口的操作系统。

2.底盘域∙与汽车行驶相关（传动系统、行驶转向、制动系统）∙贴近——控制执行端（感知识别，决策规划，控制执行——智能汽车核心系统）∙在未来自动驾驶车辆上，转向杆、刹车和加速踏板等都将不再保留，更先进的驾驶方式是利用车辆智能感知单元进行分析，工作指令通过线束传递给转向或制动系统来实现自动驾驶。

这项技术就被称为线控技术∙线控底盘5大系统：转向、换挡、油门、悬挂、制动底盘域是与汽车行驶相关，由传动系统、行驶系统转向系统和制动系统共同构成。

随着汽车智能化发展，智能汽车的感知识别、决策规划、控制执行三个核心系统中，与汽车零部件行业最贴近的是控制执行端，也就是驱动控制、转向控制、制动控制等，需要对传统汽车的底盘进行线控改造以适用于自动驾驶。

线控底盘主要有五大系统，分别为线控转向线控制动、线控换挡线控油门线控悬挂，线控转向和线控制动是面向自动驾驶执行端方向最核心的产品。

3.智能座舱域（娱乐，通信）座舱域的常见应用∙语音识别∙手势识别∙显示性能：一芯多屏显示，仪表屏不同尺寸，中控屏，∙虚拟化技术∙安全级别不同的应用进行隔离∙远程控制∙整车OTA智能座舱关键技术：∙基于更高算力的座舱域控制器芯片开发产品集成度更高。

LTE车地无线通信系统的原理和应用分析车地无线通信系统（Vehicle-to-Ground Wireless Communication System，简称LTE-V）是一种基于LTE（Long Term Evolution）技术的车辆通信系统，它能够实现车辆与网络之间的高速、可靠的无线通信。

本文将分析LTE车地无线通信系统的原理和应用。

首先，我们需要了解LTE车地无线通信系统的原理。

LTE-V利用了LTE通信网络的基础设施，采用蜂窝网络技术实现车辆与地面设施之间的通信。

具体而言，LTE-V主要由UE（User Equipment，用户设备）、eNodeB（evolved Node B，发射与接收基站）和EPC（Evolved Packet Core，演进分组核心网）构成。

在LTE-V中，UE可以是车辆上的终端设备，如车载终端或其他车辆传感器。

eNodeB负责处理无线信号的传输与接收，并与EPC交换数据。

EPC是一个核心网节点，负责控制和管理无线通信系统的连接和数据流的传输，同时也是车辆与云平台之间的接口。

除了这些关键组件，LTE-V还包括车载终端终端间的通信，以及车辆和网络服务器之间的远程通信。

LTE-V的基本原理是通过车辆上的UE设备与基站进行通信，然后通过基站连接到LTE网络，在网络中传输和处理数据。

在通信过程中，车辆上的UE设备会发送包含车辆位置、速度、加速度等信息的数据包给基站。

基站会对这些数据进行处理，并将其发送到EPC中。

EPC会根据接收到的数据包进行车辆信息的匹配和处理，然后将数据发送给相应的云服务器或其他应用程序。

车辆上的UE设备可以通过LTE网络获取来自云平台的信息，如导航、交通信息等。

LTE-V的应用场景十分广泛。

首先，它可以用于车辆之间的通信，实现车辆间的协同工作，如车辆之间的自动驾驶交互、道路拥堵信息的共享等。

其次，LTE-V 可以用于车辆与道路设施之间的通信，如与交通信号灯、停车场等设备的连接，实现智能交通的管理和控制。

汽车以太网的做法和原理
汽车以太网（Automotive Ethernet）是一种基于以太网技术的汽车网络通信标准。

它的做法和原理如下：
1. 物理层：汽车以太网使用双绞线作为物理层的传输媒介，通过行车总线（Cable Harness）将以太网线缆连接到车辆内部的各个模块或者外部的设备。

2. 数据链路层：汽车以太网使用802.3协议定义的数据链路层，通过以太网帧格式来传输数据。

其中，以太网帧头部包含目的MAC地址和源MAC地址，以及以太网协议类型等字段。

而在传输速率上，汽车以太网通常采用的是千兆以太网（1 Gbps）或者万兆以太网（10 Gbps）。

3. 网络层：汽车以太网可以使用标准的TCP/IP协议栈来实现网络层功能。

这样，不仅可以实现车内各个子系统之间的通信，还可以连接到外部的服务器或者云平台。

4. 应用层：汽车以太网支持车载设备和车辆控制器之间的应用层通信。

通过以太网接口进行数据交互，实现例如远程诊断、软件更新、娱乐系统等应用功能。

需要注意的是，为了确保安全性和稳定性，汽车以太网通常采用一系列的技术来增强通信性能，如时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，TSN）、故障容错等。

总的来说，汽车以太网的做法和原理类似于传统以太网，但针对汽车行业的特殊要求进行了一系列的优化和改进，以满足车辆内部各个子系统之间的高速数据传输和实时通信的需求。

车辆智能网关升级方案设计随着智能化和信息化的发展，车联网技术已经成为汽车行业的重要发展趋势。

而车辆智能网关作为车联网系统中数据传输的核心组件，也需要不断进行升级以满足不断增长的数据量和更高的安全性需求。

本文将介绍一种车辆智能网关升级方案设计，以提高车辆智能网关的性能和安全性。

现状分析目前，车辆智能网关主要通过传统的有线或无线协议进行通信，包括CAN、LIN、Flexray、Ethernet、Wi-Fi、Bluetooth等。

在传输过程中，数据可能会受到干扰或攻击，进而导致信息泄露和系统故障。

为了提高车辆智能网关的性能和安全性，需要进行升级。

升级方案设计1. 多协议通信采用多协议通信可以满足不同业务场景的需求，同时也可以增加系统的灵活性和可扩展性。

在传输数据时，可以结合不同协议的优势，进行快速高效的数据传输。

例如，将CAN和Ethernet协议结合使用，可以实现高速传输、大数据量传输和安全性传输。

2. 数据压缩和加密为了解决大数据量和传输安全性问题，可以采用数据压缩和加密技术对数据进行处理。

采用数据压缩可以将数据量缩小，降低传输成本，提高传输速度；采用数据加密技术可以保证数据在传输过程中的安全性，防止数据被窃取和篡改。

3. 安全认证车辆智能网关需要有严格的安全认证机制，以保证系统的安全性和可靠性。

在升级后，可以加强客户端认证和服务端认证，确保只有经过认证的客户端和服务端才能进行数据传输和访问，保障系统的安全性。

此外，还可以采用数字证书、消息摘要等技术对数据进行安全验证。

4. 系统监控和维护在升级后需要进行系统的监控和维护工作，以发现系统中的问题并及时修复。

在系统的实时监测上，可以采用物联网和云计算等技术，对系统进行实时监控，并收集数据信息和系统状态，以便在出现故障时能够及时排查故障点并进行修复。

结论车辆智能网关升级方案设计可以提高车辆智能网关的性能和安全性，同时也可以增加系统的灵活性和可扩展性。

通过多协议通信、数据压缩和加密、安全认证和系统监控和维护等方面的升级，可以保障车辆智能网关的正常运行和数据安全。

汽车网关（gateway）系统的作用原理及部分车型网关位置近期，很多客户反馈汽车远程数据终端无法直接通过OBD接口采集汽车CAN数据，其实这个原理上说的是简单，但是实际操作起来就比较复杂，那今天我给大家梳理下，共同再熟悉了解下网关，绕过网关来采集数据，或者直接在网关上采集数据。

一、网关是何方神圣？我们知道，从一个房间走向另一个房间，需要经过一扇门。

在汽车上，这些动脑筋的工程师把这个简单的进出门用到了汽车上：从一个网络向另外一个网络发送信息，需要经过一道“关口”，有的可能还不止一个，有“嘉峪关、潼关、平阳关”，车载网络的这个关口，就是网关（getaway）。

网关作为汽车网络系统的核心控制装置，网关负责协调不同结构和特征的CAN总线网络及其他数据网络之间的协议转换、数据交换、故障诊断等工作。

网关是在采集不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、数据交换等网络兼容功能的设备，也可以通俗的叫他网络之间的连接器、协议的转换器、数据的翻译器。

网关既可以用于广域互联，也可以用于局域互联，充当着转换重任的计算机系统或者设备，在使用不同协议、数据或者语言，甚至两种体系结构完全不同的两个系统之间，做翻译。

之前还有个网桥的概念，比如CAN转RS232这样的，就是类似一个网桥，网关对收到的信息（例如DBC）要重新打包，以适应目标系统需求，同时，网关还提供过滤和安全，那我们在OBD接口读取不到任何数据，比如大众车型只能采集个OBD的电压，特斯拉获得一个VIN码（用于上牌），通通属于被网关数据过滤的功能给过滤掉了。

二、网关的作用暂且简单说下，主要体现的几个方面，有专业人士勿喷：1、网关把局域网上的数据转变成可以识别的ACKII码，比如OBD2诊断数据，方便诊断。

2、协调低速率信息与高速率信息在汽车网络系统中的数据信息共享。

3、负责接受和转发信息。

4、激活某个控制单元或者某局域网的工作。

5、实现对整车网络系统内部数据的同步。

附录A（资料性）汽车网关拓扑结构举例图A.1至图A.3给出了汽车网关相关拓扑结构的举例。

图A.1汽车CAN网关拓扑结构示例图A.2汽车以太网网关拓扑结构示例图A.3汽车混合网关拓扑结构示例附录B（资料性）典型攻击举例B.1死亡之Ping(Ping of death)一种通过向计算机发送格式错误或其他恶意的ping协议数据包的攻击,也称死亡之ping。

例如由攻击者故意发送大于65536比特的IP数据包给被攻击者，导致被攻击者无法处理甚至系统崩溃。

B.2ICMP泛洪攻击一种简单的拒绝服务攻击，也称作ping泛洪攻击，攻击者用ICMP“回应请求”（ping）数据包淹没被攻击者。

B.3UDP泛洪攻击使用UDP协议（一种无会话、无连接的传输层协议）进行的拒绝服务攻击。

B.4TCP SYN攻击一种拒绝服务攻击形式，攻击者向目标系统发送一连串SYN请求，试图消耗足够的服务器资源，使系统对合法流量无响应。

B.5Teardrop攻击在IP数据包的包头中，其中有一个字段是片位移，该字段指示了该分片数据包在原始未分片数据包中的起始位置或偏移量。

Teardrop攻击是指利用恶意修改了IP分片偏移值的IP数据包进行攻击，从而使被攻击者无法正常进行IP数据包重组，甚至导致系统崩溃。

B.6ARP欺骗攻击这种欺骗攻击是攻击者将欺骗性的地址解析协议（ARP）数据包发送到本地网络上。

目的是将攻击者的MAC地址与另一个主机或网络设备的IP地址相关联，从而导致网络上其他节点将该IP地址的任何流量发送给攻击者。

B.7IP欺骗攻击IP地址欺骗，指攻击者假冒某个合法主机的IP地址发送数据包，从而达到获取被攻击者信任或者隐藏攻击者真实IP地址的目的。

B.8ICMP Smurf攻击这种攻击方法结合使用了IP欺骗攻击和ICMP泛洪攻击。

攻击者伪造ICMP数据包的源地址,并将数据包目的地址设置为网络的广播地址。

如果网络设备没有过滤此流量，则该ICMP数据包将被广播到网络中的所有计算机，而网络中所有计算机将向被伪造的源地址发送应答请求包，从而淹没这个被伪造源地址的计算机，并可能使整个网络拥塞而降低可用率。

车载以太网网关的设计和应用作者：郑彤来源：《汽车世界·车辆工程技术（中）》2019年第04期摘要：随着以太网在汽车领域的推广和普及，车载以太网网关将很快推出市场。

相比上一代网关，以太网网关新增了许多新的设计点，对电气性能也提出了更高的要求，只有在开发设计和验证过程中，对关键参数进行严格控制，才能保证整个车载以太网网络系统的稳定运行;从而，使以太网网关在提升通信性能的同时，为整车带来新的功能体验。

关键词：车载以太网;网关;设计;应用1 车载以太网协议架构1.1 物理层与数据链路层车载以太网的物理层采用博通公司的Broad R-Reach技术，源于100Base-TX及1000Base-T技术，由博通公司联合恩智浦、飞思卡尔、哈曼国际等发起成立的OPEN联盟（One-Pair Ethernet Alliance）进行推动，并成为开放的产业标准Broad R-Reach技术在一对UTP上全双工传输100Mb/s原始数据，传输距离可以达到5m，因此，Broad R-Reach技术也称为百兆以太网技术。

Broad R-Reach车载以太网信号具备3电平，采用PAM-3编码，传输频率66.66MHz，1bit时间间隔为15ns。

Broad R-Reach技术与传统以太网物理层100Base-Tx相比，采用高度优化的扰频器，可以更好地分离信号，频谱效率更高。

同时，车载以太网的信号带宽为66.66MHz，只有100Base-Tx的一半，較低的信号带宽可以改善回波损耗，减少串扰，并确保车载以太网可满足汽车电磁辐射标准要求。

1.2 TCP/IP协议簇TCP/IP协议簇主要对应OSI参考模型的网络层和传输层，是一类协议的统称。

网络层主要包括ARP（地址解析协议）、ICMP（因特网控制报文协议）、IPv4/v6（因特网协议类型4/6）、IPv4Autoconfig（IPv4本地地址动态配置）等，传输层主要包括TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）。

测试开发实践：网关路由功能及测试1.前言当前，车内通信技术越来越负责，协议类型更加多样，不同总线及协议间的转换和路由等也更为复杂，网关作为通信枢纽的载体，其测试的复杂程度和重要性也越来越高。

本文将分享网关路由测试开发过程中的经验和遇到的问题。

2.网关功能简介网关作为整车各网段之间的连接枢纽，主要功能是通过报文路由转发、报文过滤与信号重组等工作实现信息的交换，包括不同通信协议间的交互，如Ethernet、FlexRay、CAN、CAN FD、LIN。

传统的网关按照实现方式可分为独立网关和集成网关，集成网关指集成路由功能的仪表或车身控制器，使用集成网关时，其网络拓扑相对简单；独立网关主要实现路由功能，网络拓扑相对复杂。

近几年E/E 架构逐渐向域控方向发展，新的域控制器，通常也具备网关路由的功能。

目前，典型的网络拓扑主要有以下三种：1）传统的EE架构，Central Gateway与所有ECU直连，独立完成整车所有的信息交互任务。

图1 传统网络架构及网关2）基于Domain的EE架构，整车拓扑中除了Central Gateway还存在Domain Gateway，Domain Gateway参与下属节点间的信息交互，也承载了网关的功能。

图2 基于域控制器的网络架构及网关3）混合的EE架构，在从传统网络架构到基于域控制器的网络架构的过渡阶段存在的网络架构，兼具两种网络架构的特点。

图3 混合网络架构及网关以上基于域节点的网络架构的Central Gateway和Domain Gateway直接通过以太网点对点连接，域节点间的信息交互通过L2的Switch和L3的IP Router实现。

除了基本的路由功能，网关通常还具有以下属性和功能：1）各功能域物理隔离：网关区分各个功能域，将不同的功能域区分开2）外部沟通媒介与网络安全防护：网关是整车与外部信息交互的媒介，因此网关需要过滤外部信息，避免整车内部网络被攻击3）网络休眠唤醒管理：网关依据整车休眠唤醒条件，协调各个网段间的休眠唤醒4）OTA Master功能：实现整车远程刷写功能，获取ECU升级数据包并存储在本地，当满足刷写条件时，网关可作为刷写机，以既定的刷写流程将刷写数据传输给待升级ECU5）整车状态管理和能量管理：管理整车模式和用户使用模式由于网关功能多样和复杂，且部分功能具有功能安全要求，需要通过测试来保证最终软件的成熟度。

汽车车载网络技术详解（修订版）习题库第一章车载网络系统基础知识 (1)第二章CAN总线传输系统 (4)第三章子总线系统 (8)第四章网关与诊断总线 (10)第五章光学总线系统 (11)第六章以太网与FlexRay总线 (14)第七章大众奥迪车系车载网络系统 (16)第八章丰田多路通信系统 (18)第九章通用车系车载网络系统 (19)第十章汽车车载网络系统检修 (21)第十一章车联网 (23)第一章车载网络系统基础知识一、填空题1. 导线长度和插接器数量的增加不但占据车内的有效空间、增加装配和维修的难度、提高整车成本, 而且妨碍整车可靠性的提高。

2. 车载电控系统经历了中央电脑集中控制、多电脑分散控制和网络控制三个阶段。

3. 数据传输总线, 就是指在一条数据线上传递的信号可以被多个系统共享, 从而最大限度地提高系统整体效率, 充分利用有限的资源。

4. 通过接口连接不同设备时有点对点连接和多点连接两种连接方式。

5．如果将传输路径的控制功能主要分配给其中一个设备, 则该设备就变为主控控制单元, 而其他设备仅具有副控功能, 因而, 具有副控功能的这些设备亦称从属控制单元。

6. 协议三要素是指语法、语义和定时规则。

7. 总线上的比特编码（比特表示）可以通过非归零法（NRZ）、曼彻斯特法和脉冲宽度调制法（PWM）实现。

8. 车用网络大致可以分为4个系统：动力传动系统、车身系统、安全系统、信息系统。

二、选择题1. 以下（A ）不是车载网络系统组成。

A. 传输媒体B. 拓扑结构C. 通信协议D. 数据总线2．通过一个转发器将每台入网计算机接入网络, 每台转发器与相邻两台转发器用物理链路相连, 此为（A ）。

A. 环形网拓扑结构B. 星形网拓扑结构C. 总线形网拓扑结构D. 三角形网拓扑结构3．以一台称之为中心处理机为主组成的网络, 各种类型的入网机均与该中心处理机有物理链路直接相连, 此为（ B ）。

A. 环形网拓扑结构B. 星形网拓扑结构C. 总线形网拓扑结构D. 三角形网拓扑结构4．将所有的入网计算机通过分接头接入一条载波传输线上, 此为（C ）。

车联网网关的发展历程与趋势分析汽车联网网关的发展历程与趋势分析近年来，随着科技的迅猛发展和人们对智能化生活的需求不断增加，车联网成为了汽车行业的热门话题。

而车联网网关作为连接车辆与互联网的重要设备，发挥着关键性的作用。

本文将对车联网网关的发展历程和趋势进行深入分析。

一、车联网网关的发展历程1. 起源：车载通讯与车联网概念的出现车载通讯的发展可以追溯到20世纪50年代，当时的车载通讯主要指的是汽车与周围车辆、交通信号灯之间的通讯。

1996年，通用汽车公司提出了“车联网（Connected Car）”的概念，意味着汽车与互联网的结合，为后来车联网的发展奠定了基础。

2. 发展阶段：从智能车导航到智能网关进入21世纪，车载导航系统开始普及，而后形成了车联网网关的基本框架。

最早的车联网网关主要实现了通信与娱乐功能，如无线通话、音乐播放等。

随着技术的进步，车联网网关逐渐发展为一个智能化平台，实现了车辆信息采集、诊断与控制等功能。

3. 创新突破：互联网巨头的加入近年来，随着互联网巨头如谷歌、苹果等进入汽车领域，车联网网关得到了新的突破。

互联网巨头的加入促使车联网网关与互联网更加紧密地结合，打破了传统汽车厂商的壁垒，推动了车联网网关的发展。

二、车联网网关的趋势分析1. 5G技术的应用随着5G技术的商用化，车联网网关将能够更加快速、稳定地实现车辆与互联网的通讯。

5G技术的低延迟、高带宽特点，将为车联网网关带来更多的创新应用，如高清影音传输、远程驾驶、车辆诊断等。

2. 人工智能的融入人工智能（AI）在汽车领域的应用越来越广泛，而车联网网关也将融入更多的AI技术。

AI可以帮助车辆实时监控、预测故障，并提供优化的行车路线和驾驶建议。

此外，AI还可以通过学习驾驶员的行为习惯，提供个性化的服务体验。

3. 数据安全与隐私保护车辆互联网的发展离不开大数据的支持，然而，车辆数据的安全和隐私保护也成为了一个重要问题。

车联网网关需要加强对车辆数据的保护，使用加密技术、权限管理等手段确保数据安全。

汽车网关行业分析报告汽车网关行业分析报告一、定义汽车网关行业是指一种汽车电子控制架构体系中的网络设备，它处于车辆电子控制单元和各种汽车外部设备之间，将数据进行传输、转换、处理和控制，实现汽车内部各种设备的有机组合和互联互通。

二、分类特点1、按照功能划分主要分为資料收集和资料控制两大类。

数据收集类网关负责将车辆各种传感器数据实时采集并传输给车辆控制单元，以供数据分析和控制使用；数据控制类网关则是将车内多种控制信号进行管理，通过网络实现智能化控制应用。

2、按照物理连接口划分主要分为CAN、LIN、Ethernet，MOST、USB、I2C、SPI、UART等，其中CAN总线是目前应用最广泛的汽车网关。

3、按照网络通信界面划分主要分为半屏、全屏、flattened door wire（FDW）等。

4、按照应用方向划分主要分为互联车联（IOT）、智能网关等。

三、产业链汽车网关行业的产业链主要包括芯片制造商、网关模块厂商、网络通信设备厂商、汽车OEM厂商、售后市场厂商等。

四、发展历程汽车网关起源于20世纪70年代的美国和欧洲，最初主要是为了实现汽车动力传输控制而设计；随着车载电子技术的不断升级，汽车综合性能和驾驶安全要求的逐步提高，汽车网关的应用逐渐扩展到汽车内部的各种子系统之间，从而实现车辆组件的互联和智能化控制。

五、行业政策文件近年来，国家对汽车网关行业的发展提出了明确定位和政策支持，例如《中华人民共和国电动汽车产业规划(2012-2020年)》、《中国车联网产业发展行动计划》、《关于加强车载电子设备安全管理的通知》等。

六、经济环境当前汽车网关行业呈现持续增长的趋势。

根据市场研究报告显示，全球汽车网关市场规模预计将从2018年的102.9亿美元进一步增长到2025年的156.2亿美元，复合年增长率为6.22%。

其中，中国市场将成为全球增长最快的市场之一。

七、社会环境在越来越注重安全、舒适、便利的社会背景下，汽车网关正扮演着越来越重要的角色。