以某車型為例，該項目已對CAN-FD網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了量產(chǎn)化應(yīng)用，該項目基于電子電氣功能架構(gòu)搭建了集合多種車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，集信息域、互聯(lián)域、自動駕駛域、底盤動力域的多域融合的一汽新一代整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)具備支持拓展L2+級自動駕駛和整車級 OTA 技術(shù)的能力，具有高功能安全、高信息安全的技術(shù)優(yōu)勢。

2.1 功能定義

本車型CAN-FD部分主要實現(xiàn)ADAS自動駕駛和動力車控等功能，ADAS功能分為駕駛智能輔助功能和自動駕駛功能，包括撥桿換道、自動換道、自適應(yīng)巡航、高速代駕、擁堵跟車、自動泊車等基本或高階的功能，涉及到 ADAS域控制器與感知傳感器、底盤、動力等執(zhí)行控制器的控制交互。

2.2 方案設(shè)計

對于 2.1 章節(jié)所描述的功能需求，在以往項目設(shè)計時多采用 CAN 總線進(jìn)行傳輸相關(guān)報文，但隨著ADAS 功能水平升級，這些 ADAS功能的實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)通信有著更高性能、低時延、高帶寬及ASIL B+的功能安全要求，傳統(tǒng)CAN通信已無法滿足。一汽紅旗在本車型上首次應(yīng)用 CAN-FD 搭建ADAS 等域的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn) ADAS 域控制器與感知控制器及執(zhí)行控制器之間的高實時性和穩(wěn)定性的通信傳輸。

在本車型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計中，將 ADAS 功能相關(guān)的報文分為2類，控制類和感知類。再根據(jù)每個單元功能的功能安全ASIL等級確定每條報文和信號的ASIL等級，進(jìn)而制定每條信號的E2E校驗策略。由于舒適娛樂采用傳統(tǒng)CAN的網(wǎng)絡(luò)骨架，所以在中央網(wǎng)關(guān)中做了CAN 轉(zhuǎn) CAN-FD（CAN-FD 轉(zhuǎn) CAN）的功能設(shè)計，并對網(wǎng)關(guān)做了功能安全冗余設(shè)計，網(wǎng)關(guān)功能安全設(shè)計內(nèi)容在此不做贅述。

2.3 設(shè)計實現(xiàn)

2.3.1 車型CAN-FD節(jié)點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計

在本車型項目中，CAN-FD 節(jié)點主要有網(wǎng)關(guān)控制器、ADAS 域控制器、ADAS 感知控制器、動力域控制器、底盤域控制器（圖 5）。

圖5 車型CAN-FD節(jié)點拓?fù)?/p>

其中網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn) PDUCAN-FD 路由功能、CAN-CANFD 路由功能；ADAS 域控制器實現(xiàn) ADAS 規(guī)劃決策功能；ADAS
感知控制器實現(xiàn)環(huán)境感知和定位功能；動力域控制器實現(xiàn)動力分配和控制功能；底盤域控制器實現(xiàn)制動和轉(zhuǎn)向功能。

2.3.2 路由策略設(shè)計

從 CAN 到 CAN-FD 的路由，考慮到傳輸效率，網(wǎng)關(guān)將接收到的多個 CAN 報文打包到一個 CAN-FD
報文中進(jìn)行發(fā)送，為保證報文矩陣的可擴(kuò)展性和打包解析的便利性，CAN-FD中每8個bytes與傳統(tǒng)CAN報文相對應(yīng)，每連續(xù)的8 bytes中至少預(yù)留32bits用于未來功能的擴(kuò)展。

網(wǎng)關(guān)的報文路由形式分為CAN-CAN路由，CANCANFD 路由和 CANFD-CAN 路由 3 種，CAN-CAN 路由遵循傳統(tǒng) CAN
路由原則，在此不做贅述，后文主要對后2種路由形式進(jìn)行詳細(xì)說明。

CAN-CANFD路由：網(wǎng)關(guān)可以將多條報文進(jìn)行組包后轉(zhuǎn)發(fā)，也可以不組包單報文轉(zhuǎn)發(fā)；單報文轉(zhuǎn)發(fā)僅改變源網(wǎng)段報文的ID和報文類型（幀結(jié)構(gòu)和傳輸速率），但不改變數(shù)據(jù)場里信號的位置和數(shù)據(jù)場長度（DLC），這種轉(zhuǎn)發(fā)形式稱為報文路由。直接路由可以通過底層軟件自己完成，不需要上層軟件的參與，路由時間延遲低，一般可控制器在2ms以內(nèi)。

圖7 報文路由過程示例

CANFD-CAN路由：CAN-FD到CAN總線的消息轉(zhuǎn)發(fā)需要將DLC長達(dá)64 bytes的CAN-FD的消息幀拆分為多個DLC最長為8
bytes的CAN消息幀，需要數(shù)據(jù)場中的信號拆分重組，改變報文的ID、報文類型、DLC長度以及信號位置，這種路由方式稱為信號路由。信號路由過程需要上層軟件的參與，路由時延相比報文路由要高一些，想實現(xiàn)功能安全，網(wǎng)關(guān)也需要做更多的安全冗余設(shè)計工作。

2.4 CAN-FD通信性能驗證

針對本項目設(shè)計，搭建了臺架對 CAN-FD相關(guān)節(jié)點進(jìn)行了一致性測試和硬件在環(huán)（Hardware In the
Loop，HIL）驗證，在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵性能指標(biāo)如總線負(fù)載率、吞吐量、平均時延和峰值時延、網(wǎng)絡(luò)利用率和網(wǎng)絡(luò)效率都得出了不錯的結(jié)果數(shù)據(jù)。