在将来几年，汽车线束将从不同协定的异质网络转变为分层的同质以太网网络。在这种新状况下，模仿实在车辆网络的实验室测试台须要剖析工具，以反对它们在车内通信过程中进行验证。

汽车向以太网聚合起因

随着汽车外部技术变得越来越简单，相互间的分割变得越来越严密，最新的应用程序和性能正在对带宽、提早、同步、高可用性、QoS和降低成本提出更高的要求。而以后和传统上在汽车畛域应用最宽泛的协定（如CAN、LIN、MOST、FlexRay等）已不再能满足这些行将到来的需要。在这种状况下，以太网在IVN（车载网络）畛域就显示出了它领先地位，因为与上述其余协定相比，以太网具备许多劣势（见下表）。


表1 汽车畛域中最罕用协定的简要比照

与许多其余畛域（航空航天、铁路、工业自动化等）一样，以太网的聚合在汽车畛域也成为事实。MarketsAndMarkets预计，到2024年，汽车以太网市场将从2019年的16亿美元增长到44亿美元。Frost&Sullivan示意，到2022年，汽车以太网端口的总数预计将高于所有其余以太网端口的总和。汽车IVN体系结构演变从历史上看，汽车中的电子系统被划分为几个“畛域”（次要是能源总成、底盘、车身、舒适性和诊断）。但近年来呈现了一些新的“畛域”，如信息娱乐、驾驶员辅助、车载体验、C-V2x、雾和云后端等。

图1“地方网关+域控制器”架构

在传统办法中，每个域都基于一个专用的ECU（电子管制单元），有一个独立的控制系统，是用于域内每个特定次要性能。现在，域之间有了更多的交互和依赖，但它们通常依然有独立的控制系统。此外，因为历史问题，大多数传统域内的通信依然基于非以太网协定。因而，“地方网关+域控制器”架构是将来汽车中最罕用的架构之一。

如上图所示，这种基于地方网关的新型架构须要一个基于以太网的主干网（所谓的“聚合主干网”），连贯散布在整个汽车中的所有不同域。该地方网关是一种以太网多端口路由器/交换机，具备额定的车辆管制级别性能。同时，有一个特定于域的网关将每个域与以太网骨干网连接起来。当域内的协定也是以太网时，该域网关就变成了一个域交换机，因为它以某种形式作为惯例以太网交换机运行。

将来几年，汽车线束将从不同协定的异质网络（CAN、LIN、MOST、FlexRay等）转变为分层同质以太网网络。这种变动将使汽车外部的通信更加高效和对立。

挑战

一家Tier1公司开发一种新的域网关，用于将驾驶员辅助零碎和信息娱乐域连贯到车内的聚合骨干网络。这两个域应用一个独自的域网关，因为它们都属于一个汽车宏观性能，即ADAS服务。

这些域中应用的协定是反对AVB音频视频桥接的以太网。在这种状况下，域网关扮演着一个具备特定和应用程序定制性能的多端口以太网交换机的角色，例如以太网AVB反对。以太网上的AVB是对IEEE802.1标准的一组扩大，它使本地以太网可能应用传输工夫并损失敏感的音频/视频数据。


图2 多端口以太网域网关

在该域网关的验证过程中，一旦在实验室测试台上反馈实在的车辆网络，该公司就面临如下问题：
● 须要在测试台上记录流量，以便为域网关的模仿模型提供尽可能实在的流量。
● 须要在特定条件下记录特定的帧/数据包。例如，假如须要在IEEE802.1AS 立体上记录特定工夫标记之后的所有IEEE802.1Qat帧。

出于这些目标，不仅有必要记录流量，而且有必要将工夫戳与任何记录的数据包一起保留，并可能实时过滤和解析网络局部中的流量。

解决方案

为了满足汽车行业的相似需要，Relyum推出了RELY-REC，这是一种高度专业化的剖析工具，可无缝捕捉以太网流量，并可记录所有存储信息的工夫戳。


图3 RELY-REC流量记录器外观

RELY-REC作为独立的设施以低功耗紧凑的构造嵌入了监督、过滤、工夫戳和捕捉最简单以太网网络流量的所有逻辑。对于本文档中形容的特定用例，RELY-REC将以TAP模式装置在“被测网络”网络链路中，容许通过其服务端口同时近程检索记录的流量（PCAP格局）。

图4 RELY-REC TAP配置

论断
第一个论断是以太网交融在汽车网络中曾经成为事实。因而，在汽车网络中对新设施的验证和集成提出新的需要：
● 一致性测试。其目标是验证协定的一致性和互操作性，包含汽车堆栈和组件的TCP/UDP/IP一致性测试。
● 协定验证和性能测试。其次要目标是验证基于数据立体的应用程序性能，以及较低级别的同步立体精度和行为。
● 地方网关和域网关以太网替换功能测试；AVB能力，取得每个服务类别（Qos）预期丢包、带宽和提早、链路故障后的切换和聚合工夫、某些节点行为不当状况下的行为等。
将这些要求转化为更精确的测试项：
● 查看网络中传输的实时流量
● 过滤动静流量
● 收集实时数据，依据车辆同步立体打工夫戳（如IEEE 802.1AS）
● 基于多个可配置的用户定义事件触发数据捕捉操作
● 将数据保留到数据记录器外部，而后传输到PC进行前期剖析。


图 5 RELY-REC 触发条件和动作配置示例

RELY-REC是一款由Relyum开发的独立数据记录设施，合乎上述所有性能。
另外它是一种反对TSN的设施，为汽车IVN网络的下一步测试服务。

RELY-REC设施

在要害零碎中，可能在帧级别剖析网络通信以进行测试和取证是至关重要的。此外，这种剖析的有效性将受到基础设施将帧与公共工夫参考相关联的能力的限度。为此，Relyum开发了RELY-REC，这是一种可能查看、标记和记录惯例以太网和TSN以太网流量的设施，应用与所剖析网络雷同的IEEE802.1AS协定。

该设施次要长处是其适应性强，可实用于任何场景，这要归功于其多媒体多速率以太网端口，该端口基于SFP模块，反对汽车行业中应用各类接口。

该设施包含一个弱小的触发工具，能够依据嵌套条件（AND、OR）定义触发器，并将多个操作链接到一个触发器。

反对多种输出类型的条件（模仿/数字输出信号、来自第三方零碎的告警和信号、时间表、同步失落、数据包查看），并连贯到输入操作（流量记录、电子邮件告诉、SNMP陷阱、syslog音讯、告警输入）。

为了简化对存储流量的拜访，RELY-REC反对用于存储优化和高效监控的可配置过滤器。这些过滤器能够由最终用户基于Wireshark语义进行定制，也能够应用基于第2层和第3层的预约义字段。

此外，RELY-REC容许通过服务端口近程拜访外部存储的记录。设施中提供的带有工夫戳的事件日志简化了触发器与相应记录的相关性。

具体技术参数请拜访：www.softtest.cn 邮箱：contact@watertek.com 电话：01082695188