Volcano-汽车电子网络设计与开发平台

Volcano-汽车电子网络设计与开发平台董因平Ph.D.资深产品专员董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用2内容简介„Volcano简介„Volcano的主要客户列表„Volcano的主要特性„Volcano设计流程简介„Volcano产品介绍—网络设计工具：VNA介绍—嵌入式组件：IVS介绍—测试工具：Tellus介绍董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用3Volcano简介„Volcano是MentorGraphics公司提供的汽车电子CAN/LIN网络设计工具套件„工具覆盖了网络协议设计、ECU实现、网络测试全流程，包括—网络协议自动化设计工具VNA/LNA—高效嵌入式组件IVS(CAN/LIN)—多功能网络测试仪Tellus/LINSpector董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用4Volcano的发展历史„1994Volcano的创始人参与Volvo小轿车网络系统的开发，提出了新的设计思路和技术„1998VolvoS80上市,Volcano通讯技术公司(简称VCT)成立„1998Volcano发起并创立LIN协议协会„2000发布LIN1.x工具系列„2002发布VNA„2003DaimlerChrysler采用LNA作为LIN网络设计工具„2004通过Spice评估;通过DaimlerChrysler质量认证„2004加入AutoSAR成为白金会员„2005MentorGraphics收购Volcano公司，Volcano标识成为公司产品线名称„2005年底上汽采用Volcano全套产品进行自主开发董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用5MentorGraphics积极参与并推动汽车电子新技术的发展„LIN协议协会的创始人和管理者„AutoSAR白金成员„FlexRay协议协会的开发成员„积极参与FIBEX标准的制定„参与整车厂内部项目：嵌入式软件定义、工具和流程等定义董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用6Volcano的主要应用„具有严格实时性要求的分布式控制系统—汽车：汽车电子网络—航空：飞机控制系统—铁道：机车控制系统—航海：舰艇控制系统董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用7部分整车厂客户列表LandRoverAstonMartinJaguarVolvoFordAudiFiatVolkswagenBMWCAN/LIN全套产品LIN设计产品SAIC董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用8使用Volcano工具开发ECU的供应商列表„Allison-Warner„ALPSElectricEuropa„Autoliv„Behr„Bosch„Brose„Conti-Teves/-Temic„Delphi„Denso„Donnelly„Hella„ITT„LearCorporation„MagnetiMarelli„MitsubishiElectric„MotorolaAIEG„SAIA-BurgessElectronics„SiemensVDO„TRWAutomotive„Valeo„Visteon„Yazaki„ZFFriedrichshafen„ZFSchwäbischGmünd董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用9Volcano的主要特性„面向汽车电子网络设计、实现和测试的完整解决方案„“设计保证正确”，保证设计结果的正确性和可靠性„代替人工经验设计，实现网络协议自动化设计„理论设计方法，保证网络通讯实时性能„自动网关设计与实现，大大简化网关的设计„整车厂与零部件商之间的功能进一步划分，重配置更容易董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用10设计保证正确„对时序建模„覆盖点对点的时间关系„DMA(DeadlineMonotonicAnalysis)算法分析消息ID及周期„第一次提出昀大功能时间要求，保证每条消息的实时性，避免丢码、丢帧现象„在设计阶段对系统设计结果进行验证，保证协议的准确性和可靠性VehicleSpeedABSWheelSpeed1DistanceECMPublisherLatencySubscriberLatencyFunctionalTiming(MaxAge)总线董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用11时序模型max_ageTPLTSLNotionalgenerationNewvaluewhichnewvalueisavailableFrameenterstransmissionTransmissioncompletedFirstv_inputatwhichsignalisavailableNotionalconsumption123456timeTTTBTTATTPL:发送延迟–数据可以发送前的延迟TSL:接收延迟–数据可以使用的延迟FrameEntersTransmissionNewSignalValueAvailabletoDriverNotionalGenerationNotionalConsumptionTransmissionCompletedNewSignalValueAvailabletoApplication董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用12时序模型(续)Volcano设计控制max_ageTPLTSLNotionalgenerationNewvaluewhichnewvalueisavailableFrameenterstransmissionTransmissioncompletedFirstv_inputatwhichsignalisavailableNotionalconsumption123456timeTTTBTTATFrameEntersTransmissionNewSignalValueAvailabletoDriverNotionalGenerationNotionalConsumptionTransmissionCompletedNewSignalValueAvailabletoApplication董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用13自动化设计„输入相关信息„自动化设计整个系统„输出协议规范及Volcano的配置文件董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用14理论设计保证实时性能„计算昀差情形下的系统响应时间„以此为依据保证系统实时性能响应时间可能性昀大值理想响应时间时限deadline昀差情形下的响应时间VNA计算董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用15自动网关设计„VNA自动识别网关节点，自动规划网关路由„VTP中自动实现网关功能—v_gateway()董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用17Volcano设计流程1VNAtoolRequirementcapturing&Communicationdesign122VTPCommunicationlayerforECUsConfiguredbytheVNAoutput33Typicalroles“Functionowner”,“Systemintegrator,“Nodeowner”,supplierThesmall“V”Validatingdesignagainstrequirements44VNAtoolgeneratesacommunicationdesignandchecksitagainsttherequirements5ECUApplicationusingVTPisindependentofnetworkdesignandtopology5CAPID/PApplication6TELLUSnetworkanalyzervalidatesECUcommunicationimplementationagainstdesign6董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用18Volcano设计流程与传统设计流程的对比„Volcano设计流程„传统设计流程SystemValidation董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用19对比结果总结„传统设计流程—重点终于消息的定义，不关注每个功能对信号的时间要求—不知道系统的延迟—平均总线负载限制在30％，以避免延迟的影响—测试工作量大(大约占整个开发时间的25-30%)—试错法„Volcano的系统级设计流程—重点在于关注每个功能对信号的时间要求—精确计算每个信号的延迟—总线负载没有限制，理论上可以达到100％—在设计阶段即对设计结果进行验证，减少后期测试工作量—是“前期重心”的系统级设计董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用20Volcano产品介绍„Volcano—网络设计工具：VNA(VolcanoNetworkArchitect)—嵌入式组件：IVS(InVehicleSoftware)—测试工具：Tellus董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用21网络设计工具：VNA„VNA是一种自动化通讯设计工具，支持系统级开发流程„需求捕获—存储、管理通讯需求信息：信号、节点、功能定义等等„自动化通讯设计—消息打包—消息的ID分配—消息的周期计算—自动网关定义„时间计算及分析—保证信号的延迟时间，包括通过任意网关的信号董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用22VNA使用流程„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用23„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput„信号定义—名称—值类型—存储大小—E编码—产生类型—信息类型.董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用24„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput„发送节点—发送延迟董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用25„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput.„接收节点—接收延迟—昀大功能时间董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用26„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput.„拓扑结构—节点—网络—连接关系—网关董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用27„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput.„至此没有消息定义„消息打包器—创建消息帧—打包信号—定义网关路由董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用28„Signaldata„Publisherdata„Subscriberdata„Connectivity„NetworkConfiguration„Dataoutput.„Volcano配置文件„FIBEXXML„LDF„DBC„自动生存规范文档董因平明导上海电子有限公司此文档保密，请在授权下使用29Volcano协议设计过程„基于对信号的时间要求，VNA自动优化设计通讯规范：1.自动定义网关，并在网络路径上分割时间的需求2.创建消息帧3.将具有相近时间要求的信号打包到一条消息4.基于信号的紧急程度确定消息的I