隨著汽車科技化、智能化、網(wǎng)絡化的不斷發(fā)展，汽車內(nèi)部最新的應用和功能正在不斷提高對帶寬、降低延遲、同步、高可用性、QoS和降低成本的要求。當前和傳統(tǒng)的汽車網(wǎng)絡協(xié)議不足以滿足這些即將到來的需求。

在這種情況下，車載以太網(wǎng)的技術(shù)運用越來越廣，當然傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡技術(shù)CAN/CAN FD也不可能被取代掉。至少就目前看來，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，今天的汽車行業(yè)CAN在車載網(wǎng)絡領(lǐng)域占據(jù)著絕對的優(yōu)勢，CAN已經(jīng)形成了完善的標準體系，這意味著CAN有著高度的兼容性、完善的開發(fā)工具鏈體系、更大的供應商選擇余地和更低的采購成本（這對于整車開發(fā)是極其重要的），所以現(xiàn)階段還是不可能完全替代掉CAN總線。

除此之外，加之汽車目前車載網(wǎng)絡系統(tǒng)可能還會有LIN總線、FlexRay、MOST等其他類型的總線。車載以太網(wǎng)的加入就會使得車載網(wǎng)路系統(tǒng)變得越來越復雜，那么在這種不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢大背景下，我們該如何保證通信延遲以及多數(shù)據(jù)并發(fā)的時候依然能夠保證車載網(wǎng)絡架構(gòu)滿足功能要求呢？如何才能設計出一種安全的、最優(yōu)的車載異構(gòu)網(wǎng)絡系統(tǒng)呢?

基于上述車載網(wǎng)絡日趨復雜的背景下，車載網(wǎng)絡工程師/架構(gòu)師急需一款專業(yè)并且功能強大的工具對初步的架構(gòu)設計結(jié)果進行客觀分析，并且能夠提供可視化的分析結(jié)果，從中獲取優(yōu)化車輛網(wǎng)絡架構(gòu)優(yōu)化的思路。為此，虹科的供應商RTaW（INRIA下屬公司）為汽車、航空等領(lǐng)域提供了實時網(wǎng)絡的仿真和配置工具RTaW-Pegase。

RTaW-Pegase支持TSN（時間敏感型網(wǎng)絡）、CAN/CAN FD/CAN XL、LIN以及用于車外通信的無線網(wǎng)絡等。除了精確的實時仿真分析外，RTaW-Pegase還可以計算通信延遲和緩沖區(qū)利用率的上限，還包括現(xiàn)先進的自動配置算法來確保硬件和軟件組件的正確性和優(yōu)化方式。

RTaW-Pegase主要特征：

1. 支持工業(yè)以太網(wǎng)，汽車交換以太網(wǎng)，時間觸發(fā)的以太網(wǎng)以及具有任意速度和拓撲的AFDX；

2. 支持通過網(wǎng)關(guān)互連的CAN，交換以太網(wǎng)，AFDX，F(xiàn)lexRay，LIN和ARINC429總線組成的異構(gòu)通信體系結(jié)構(gòu)的最壞情況分析和時序精確仿真；

3. 使用ZeroConfig-TSN（ZCT）進行生成設計——一種“按鍵”方法，可自動選擇和配置TSN網(wǎng)絡；

4. 新增功能：拓撲壓力測試（TST）的設計空間探索算法可幫助設計人員在不完全了解通信要求的情況下做出早期的拓撲和技術(shù)選擇；

5. 可以使用用戶編寫的Java插件對更高級別的通信層，運行時環(huán)境和應用程序進行建模。這樣可以模擬完整的嵌入式系統(tǒng)；

6. 針對互連網(wǎng)絡的優(yōu)化的TSN時間感知整形器（IEEE 802.11Qbv）傳輸時間表；

7. 支持Kalray MPPA和STMicroelectronics許多核心架構(gòu)的片上網(wǎng)絡；

8. 分析和配置任務調(diào)度，事件觸發(fā)和時間觸發(fā)的調(diào)度，獨立任務，以圖形和可運行對象形式描述的任務，跨任務，網(wǎng)絡和CPU的全系統(tǒng)時序鏈的驗證；

9. 實現(xiàn)網(wǎng)絡微積分的最新技術(shù)，以計算通信延遲，幀抖動和緩沖區(qū)利用率的上限；

10. 通過并行化的仿真引擎提供最壞情況的分析和定時精確的仿真，以預測最壞情況和典型的性能；

11. 支持FIFO，優(yōu)先級，基于AVB信用的整形器，TSN時間感知整形器，幀搶占，TTEthernet和輪詢幀調(diào)度器；

12. 包括優(yōu)化的優(yōu)先級分配和路由算法，以及基于AVB信用的成形器和TSN時間感知成形器的配置算法；

13. 支持周期性和零星的報文傳輸模式，UDP和TCP傳輸，分段報文（例如，視頻流和FTP流量）以及復雜的傳輸模式（例如，DoIp協(xié)議）；

14. 帶有通信架構(gòu)編輯器，甘特圖和設計選項比較的豐富圖形版本和可視化環(huán)境；

15. 通過Java導出插件，CSV，XML文件和行業(yè)常用的格式，輕松導入和導出網(wǎng)絡配置和模擬結(jié)果；

16. 對于真正的最壞情況下的延遲，計算出的通信延遲是有限的（通常小于15％），并且會針對每個數(shù)據(jù)流進行評估；

17. 包括NETAIRBENCH基準測試生成器，它可以創(chuàng)建隨機而現(xiàn)實的以太網(wǎng)配置以進行早期評估，或者研究網(wǎng)絡在未來的發(fā)展中將如何適應更多的負載；

18. 分析速度快，在不到10秒的時間內(nèi)即可分析民用飛機中的大型AFDX網(wǎng)絡；

19. 可在支持Java的所有32或64位平臺上運行——無加密狗或許可證服務器保護；

20. 提供專業(yè)支持和自定義擴展。也可以通過軟件開發(fā)人員SDK使用RTaW-Pegase功能，以在您自己的程序中使用

RTaW-Pegase應用功能介紹：

1. 快速建模仿真：用戶可快速搭建待仿真的車載網(wǎng)絡拓撲及模型（CAN/CAN FD、LIN、車載以太網(wǎng)單獨的總線網(wǎng)絡或異構(gòu)網(wǎng)絡）

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圖3：快速建立仿真模型

CAN/CAN FD：支持導入標準數(shù)據(jù)庫、設置網(wǎng)關(guān)路由模式及其參數(shù)，分析時間延遲；車載以太網(wǎng)：可根據(jù)需要選擇不同流量整形（AVB、TSN等）技術(shù)，分析不同技術(shù)對系統(tǒng)時間延遲的影響。

2. 仿真結(jié)果可視化：用戶可根據(jù)各種不同的仿真結(jié)果呈現(xiàn)方式，根據(jù)仿真結(jié)果分析各項報文的延遲情況等

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圖4：甘特圖

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圖5：列表形式

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圖6：折線圖形式