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摘要

面向新型域控架构的网关控制器硬件设计及其功能评测系统开发

汽车正从机械设备转变成车轮上的迷你数据中心，高级驾驶辅助系统

（ADAS）、车载诊断系统（OBD）、车载信息娱乐系统（IVI）的大量应用、自主

驾驶、无人驾驶技术的发展促进了汽车联网、宽带化的趋势。汽车行业正在经历

着其前所未有的深刻变革，新型的汽车总线——车载以太网应用而生。车载以太

网的演进过程分为子系统级别、架构级别以及“域”级别三个阶段，终级“域”

级别阶段使用车载以太网做为汽车网络骨干，车辆划分为动力域、车身域、辅助

驾驶域、信息娱乐域等若干域，车载网关充当车辆网络域之间的路由器和中央计

算单元，解决各“域”之间大量的通信需求。

当前车辆电子电气架构大多采用分布式架构，车载以太网的演进过程目前仍

处于初级阶段，很多问题亟待解决。本文基于NXP车规级多核处理器MPC5748G

设计了面向新型域控架构的车载网关控制器，解决了新型域控架构的车辆内部大

量数据交换问题。在此基础上开发了网关控制器功能评测系统，通过实验测试进

一步验证所设计网关控制器符合IEEE标准规范要求。本文的主要工作如下：

（1）对比分析了传统汽车总线CAN、LIN、FlexRay、MOST、CANFD以及新

型车载以太网总线协议以及发展现状和趋势，分析了新型“域”级别汽车网络架

构，给出了面向新型域控架构的网关控制器整体设计方案。

（2）基于NXP车规级多核处理器MPC5748G设计了面向新型域控架构的

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车载网关控制器，实现了路车载以太网接口、路常规以太网接口、路

CAN/CANFD通信接口以及2路LIN通信接口，解决了新型域控架构的车辆内

部大量数据交换问题。

（3）基于IEEEStd802.3™-2015车载以太网100BaseT1标准给出了车载以

太网100Base-T1一致性测试方案，开发了网关控制器功能评测系统，对网关控

制器接口物理层信号的幅度、定时特性、链路连接稳定性、信道品质、传输损耗、

辐射等进行全面的一致性测试，以保证产品互联互通性能、网络通信质量。

（4）使用搭建的网关控制器功能评测系统对本文所设计的面向新型域控架

构的网关控制器进行了实验测试分析，测试结果表明本文所设计的网关控制器通

IEEEISO11898/ISO16845CAN/CAN

信接口物理层一致性满足车载以太网标准、

FD国际标准以及整车厂CAN/LIN一致性测试规范要求。

关键词：

车载网关，车载以太网，汽车总线，汽车网络架构，一致性测试

I

ABSTRACT

DesignofAutomotiveGatewayanditsFunctionEvaluationSystem

forNewDomainControlArchitecture

Carsaretransformingfrommechanicaldevicesintomini-datacentersonwheels.

Alargenumberofapplicationsofadvanceddriverassistancesystems(ADAS),

on-boarddiagnosticsystems(OBD),on-boardinfotainmentsystems(IVI),

autonomousdrivingandthedevelopmentofunmanneddrivingtechnologyare

promotingthetrendo