基于车用计算机VC4的网关解决方案

通用开发平台
该通信网关 ecu 被视为汽车用户的通用开发平台。 这种类型的平台通常需要由多个 arm® cpu 的集群来提供应用程序性能。
除此以外,该ecu还需要实现传统32位微控制器的实时性能,来承载典型的汽车通信接口和高达asild的安全性能。在过去,这需要在pcb板上混合多个芯片。现在使用r-car s4,由一个芯片实现一切成为可能。这可以大大降低成本,并通过新的集成功能来提高处理性能。
上层软件兼容性
r-car s4解决方案使得开发人员可以重复使用现有r-car gen3 soc 和rh850 mcu 项目中超过80%的软件代码。支持的软件包包括各种驱动程序和基础软件,例如 linux bsp 或 hypervisor。
车用计算机vc4框图
vc4 基于完整的瑞萨芯片组。 核心是 r-car s4 具有 8 个 cortex®a55 内核、1 个 cortex® r52 内核、2 个 rh850 g4mh,提供高达 27k dmips 应用程序性能以及 高于5.3k dmips 锁步实时性能。它包含一个 8mb sram存储,可在 g4mh 内核上以低延迟执行代码。拥有丰富的汽车接口选择,包括集成的 3 端口以太网交换机、16x can fd、8x lin、4x sent、1x flexray、2x pcie v4.0,可实现车内的广泛连接。与强大的瑞萨 pmic 组件 raa271041 和 raa271005 一起提供先进的电源控制,以支持始终开启、循环运行和挂起至 ram 模式的极低功耗操作。当电池电压在启动瞬态下降低至 2.5v 期间,raa271041 器件支持降压级。raa271005 具有一个集成的 12 位 sar adc,用于监控外部信号。最后,高精度计时设备 rc21012 和 5p35023 将为所有设备提供精准的时钟。它是在网关、汽车服务器或区域控制应用程序中使用 r-car s4 评估新 e/e 架构的理想平台。
主要特征:
基于 r-car s4 soc 的网关解决方案
符合汽车标准的组件(定时芯片和电源管理芯片)
高耐用性金属外壳
温度范围-40°c 至 85°c
输入电压范围 2.5v 至 40v
唤醒支持
片上实时时钟
接口
10base-t1s
100base-t1
1000base-t1
1000base-rh
2.5gbase-t1
can/can fd
flexray
lin
sent
pcie
模拟输入
ecosystem合作伙伴网络:
得益于我们的r-car ecosystem合作伙伴网络,像这款车用计算机vc4这样的复杂设计是一个积极的案例,可以让所需的硬件以及软件解决方案以可承受的时间投入市场。
vc4由1000多个半导体零件和分立元件组成,如今在市场供应有限的情况下,拥有如此良好的合作伙伴网络是有益的。对于 vc4 的开发,我们有几个合作伙伴为我们提供技术和部件支持。marvell 在高速以太网网络端口 1000base-t1 和 2500base-t1 上为我们提供了支持。 88q4364 phy 是一种收发器,它实现了 ieee 802.3ch 标准定义的 2.5g/5g/10gbase-t1的以太网物理层部分。对于这种高速通信,需要epson提供的非常精确的计时设备。他们有一个用于汽车应用的晶体单元。
借助vc4,我们还首次将光学以太网接口集成到汽车评估板中。kdpof 与我们共享了他们根据 ieee 802.3bv 的 1000base-rh收发器,它也涵盖了我们正在研究的温度范围。光纤收发器需要一个特殊的接头将光纤连接到收发器的发光二极管,这是由 md-elektronik 提供的。除了新的高速接口,我们还引入了新的低速技术。 ieee 开发了 10base-t1s 技术来满足 100mbps 以下的速度需求。microchip 提供带有 spi 接口的特殊 10base-t1s 收发器,可轻松连接到 r-car s4。该以太网接口需要一个共模扼流圈 (cmc) 用于信号耦合,由 tdk 提供。 rosenberger 的 h-mtd 连接器提供了所有以太网连接器,特别是用于汽车,需要与主锁和辅助锁的可靠连接。 启动闪存由 macronix 提供。 octabus™ flash mx25uw51245g 具有高读取访问性能,可实现快速启动。 mx25uw51245g 独特的 read-while-write 功能有助于简化固件更新操作。 linux 操作系统预置在合作伙伴 western digital 提供的高性能 ufs v3.1 内存上。
利用这一全面的合作伙伴组合,我们能够开发和批量生产 vc4。 然而,与硬件组件一样,拥有潜在合作伙伴以进行高质量软件开发也很重要。 我们与 elektrobit 一起开发了一个软件框架,允许在 autosar 工作流程中使用嵌入式以太网交换机。 借助在 eb tresos studio 中进行的扩展,对瑞萨电子提供的 bsw 和 mcal 的适配,客户可以配置以太网 ip 路由规则。 这些规则由硬件中的 rswitch2 ip 处理,并在没有任何 cpu 交互的情况下实现低延迟路由。通过这些扩展,强大的以太网功能在操作中变得简单且用户友好。
作者:adam korbel, tobias belitz, thorsten hoffleit


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