本文导读
现代汽车正迅速成为与大量传感器连接的复杂计算机,并产生大量数据,这些数据需要在汽车中移动并在ecu之间共享。这就产生了对车载网络高带宽能力的需求,而汽车以太网正迅速成为首选网络。一些传统的ecu仍然基于CAN、LIN和FlexRay协议,因此汽车中的网络网关必须在这些传统协议(例如CAN)和以太网之间执行协议转换的重要任务。
LLCE的主要特征和性能
低延迟通信引擎(LLCE)是一种运行其自身固件的多核硬件加速器,并支持执行与CAN,LIN和FlexRay消息的传输,接收和自主路由有关的功能,为标准的汽车通信接口提供加速。它能够卸载主机CPU的通信接口任务,减少主机内核上的中断负载,使主机能够专注于其他有价值的服务。
特征:
4x Arm Cortex M0+ cores,每个都有专用的指令/数据RAM;
16x CAN (CAN 2.0 和CAN-FD);
4x Lin;
1x FlexRay;
4x SPI;
Global Time base;
320KB 共享内存;
FIFOs管理消息缓冲的指针;
通信硬件加速器(RX-LUT,TX-LUT);
Watchdogs, CRC, Core2core, Semaphore。
连接接口:
主机核心(M7和A53);
HSE(安全)。
LLCE固件支持的功能:
1)减少主机内核上的中断负载;
2)高级的软件过滤。
主机CPU的所有通讯接口相关任务的卸载;
直接与HSE进行数据传输以执行与安全相关的任务;
面向主机核心的灵活控制和数据接口;
对网络协议和全局时间同步的安全性的有效支持;
硬件加速,用于过滤和确定消息的优先级,为低延迟要求的网关转发应用场景提供保障;
通过AutoSAR MCAL驱动程序(CAN,FR,LIN)集成到AutoSAR通信堆栈中。
LLCE固件目前支持的应用:
CAN帧记录
1)将CAN帧发送到用于记录配置的内核。
Lin回环
1)在2个节点之间创建主从通信。
CAN到CAN路由 1)从BCAN接收帧并将其发送到一个或多个已配置的BCAN;
2)从BCAN接收帧,更改ID并将其发送到具有相同ID的一个或多个已配置的BCAN;
3)将接收到的标准CAN帧转换为CAN FD帧;
4)如果有效载荷长度小于8个字节,则将CAN FD帧转换为CAN帧。
CAN到以太网路由
1)将选定的CAN帧打包到IEEE1722 AVTP协议中,并通过PFE在以太网上发送。
以太网到CAN路由
1)以太网帧中包含的有效CAN帧将被解包并发送到各个通道。
CAN到HSE的路由
1)支持生成CMAC代码并将其添加到发送的CAN FD帧中;
2)支持使用CMAC算法对收到的CAN FD帧进行身份验证。
S32G的LLCE加速器能够解决一些传统ecu可能需要使用单个端口将其基于CAN的流量和接口结合到以太网骨干网的问题,因为LLCE能够实现CAN2ETH和ETH2CAN路由功能。在CAN2ETH方面的应用能够把CAN帧消息记录下来转成以太网帧转发到云端保留方便以后排查。对于ETH2CAN方面的应用,能通过以太网发送控制消息转化成CAN帧从而实现远程控制汽车。此外,还有CAN2CAN之间的路由,如更改CAN ID以及CAN和CAN FD之间的相互转换等功能,这些在传统的处理器实现均需要复杂的软件实现,需要占用主机的大量资源,S32G中的LLCE能够快速处理这些请求而不会占用主机的资源,极大卸载主机的负载,使主机能够专注执行其他更为重要的任务。
审核编辑:汤梓红
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原文标题:LLCE——让网关尽显低延时数据路由的魅力
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