沃尔沃：时间敏感网络（TSN）作为汽车集中式电子电气架构的核心网络

IEEE时间敏感网络（TSN）标准是IEEE以太网标准的扩展，以支持高带宽和低延迟的实时通信。TSN标准是有前途的解决方案，可应用于各种实时领域，例如汽车领域。设计基于TSN标准的可靠的实时网络，需要在行为、时间和调度方面进行各种分析。

由于TSN提供了各种功能，包括基于信用的整形器、时间感知的整形器、抢占、时钟同步等，这种网络的配置是一项具有挑战性的任务。每个配置都可以根据使用情况提供好处。

随着当今汽车电气/电子（E/E）系统复杂性的持续增长，您将继续看到设计、支持和制造成本的增长，这可以通过研究向区域E/E架构过渡的路径来解决。这种转变不需要 "一夜之间的革命"，而是可以随着时间的推移，随着新的车型和功能被添加到一个品牌的车型中，以及新的市场趋势的出现而不断发展。

下图是车内E/E网络的逻辑表示，并不代表物理布局。

前在车辆中最常用的架构通常被称为 "中央网关架构"。

在这种结构中，往往是一个网关设备连接到许多子网络，而每个功能都需要自己的处理器。这就导致了超过150磅的铜来连接所有的东西。在下面的图3中，你可以看到一个典型的线束，它需要连接所有的ECU和传感器。

过渡到分区E/E结构的动机是由于其在硬件整合、模块化和软硬件重复使用、简化软硬件维护、认证和降低总体成本方面的明显好处。在向分区E/E结构的演进过程中，每个阶段都会在降低成本和产品差异化方面带来直接的好处。第一阶段可能是简单地纳入几个域控制器和一个中央网关域控制器，以完成车辆控制的重任。如图4所示，域控制器将管理各种域子网络，并整合一些ECU的功能，有助于整合和简化。

在下一步的演变中，将放置一个车辆服务器，以适应更复杂的计算中心功能，如下图5所示。车辆服务器将是一个多角色的计算机，通过将它们进一步分解为单独的软件模块，有效地模糊了各领域。随着时间的推移，更多的功能可以从域控制器转移到车辆服务器上，进一步减少物理硬件和布线，同时允许功能的增加。一个功能是由域控制器还是中央服务器控制的选择将受到车辆E/E平台开发生命周期的影响，并可能遵循不同的演变路径。

一旦某项功能由车辆服务器控制，它就可以很容易地移植到该品牌或相关品牌的其他车辆上，因为它们只是软件包，并移植到开发中的下一个型号，从而减少开发时间，同时提高可靠性和质量。在一个车型上增加基于软件的功能，以创造车型的差异化，不再是一项重大的重新开发工作，而是在一个普通的E/E设计中进行简单的软件切换；而增加功能将更容易通过固件升级实现，甚至是在生产后。在分区E/E架构的下一阶段，各品牌可能会将所有的软件整合到一个中央车辆服务器，如图6所示。

在这个综合阶段，一个或多个车辆服务器将承载车辆所有功能的软件，并将连接到一些ECU，这些ECU将作为分区网关发挥作用，如图7所示，物理上位于车辆的各个区域。 根据对弹性和冗余的要求，这些网关可以以环形或星形结构连接。这将大大降低开发、硬件和布线的成本；同时改善诊断和维护时间和成本。

这种 "综合分区架构 "目前更多的是未来的，而不是实际的，但是，由于对硬件的依赖将不复存在，实现它的基础工作已经存在。GuardKnox一直与主要的OEM品牌合作，为他们提供实现这一远景目标的进化步骤。无论原始设备制造商决定采取哪种演进路径，该演进的每一步都将在功能的便携性方面提供好处，减少未来的模型开发；由于减少布线而减轻重量，并通过增加驾驶员的控制功能而使客户满意。