科创中国

本成果基于确定性实时网络（如TSN），设计一整套智能驾驶车载网络技术，具体包括以下四点。（1）设计基于确定性实时网络的满足高等级自动驾驶需求的新型车载网络架构，包括：高等级自动驾驶车载网络架构：包括物理层、链路层、传输层、互联互通、应用层等。（2）仿真验证车载时间敏感网络的协议体系，包括：适用于车载确定性低延时网络技术；高精度时间同步技术；传统车载总线与时间敏感网络融合技术。（3）设计车载控制单元虚拟化技术方案，包括：车载控制功能虚拟化分类与实施方法；车载虚拟化控制功能实时调度算法。（4）设计车载时间敏感网络调度算法与SDN控制器，包括：车载时间敏感网络相关协议的静态调度算法与SDN控制器静态配置方法；满足流量动态配置与全局管理的车载SDN控制器；SDN控制器对虚拟化实时业务的配置与管理。

本成果亮点如下。1）构建业界领先的TSN全栈仿真与验证环境：实现TSN协议栈所有协议的仿真支持任意拓扑、任意流量、组态化操作，方便快捷；搭建试验与验证物理平台，可用于车载网络架构及真实拓扑的验证，加速整车开发进程。2）构建业界首个通用型车载TSN-SDN控制器及相关调度算法：TSN基于精确的门口时间实现确定性低延时，高效、快速计算门口列表的配置成为业界公认的难题；同时需要解决因功能升级导致的流量动态变化的网络配置问题，并且结合虚拟化任务调度，满足从服务器内部到网络再到终端的端到端流量调度；基于上述痛点，本团队创新提出相关的网络配置算法，并结合SDN控制器，实现全网动态、高效、可视化的流量配置与管理。

为了实现4级驾驶自动化的功能，需要部署大量高清摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器用于精确感知车辆周围的环境等，还需要部署轮胎轨迹检测、智能人机交互等传感器提升汽车的自动化控制与智能化服务能力；同时，需要更多控制单元（ECU）实现复杂功能的实时控制。上述应用对以CAN总线为主的传统车载网络在带宽、实时性、可靠性、布线等方面带来了极大的技术挑战。

例如，传感器数量激增导致车内物理连接增多，同时，为了提升检测精度，需要实时采集海量传感器原始数据，因此，需要一种满足大带宽、低延时的车载网络，并且采用标准化的通信协议，减少布线成本。本成果可应用于车载网络系统，提供大带宽、低延迟、布线少、接口标准化的通信系统。

此外，随着ECU数量的增长，车内空间已经逼近极限，通过虚拟化等技术对现有ECU进行整合已经成为业界共识，ECU虚拟化之后，便于对其进行在线维护与升级，且ECU之间通信更加频繁，导致车内网络流量发生根本变化，从而车载网络应支持动态配置等。本成果所开创的车载虚拟化技术，可有效应用并解决上述问题。

紫金山实验室是江苏省和南京市为了深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，打造引领性国家创新型城市，共同推进建设的重大科技创新平台。紫金山实验室面向网络通信与安全领域国家重大战略需求，以引领全球信息科技发展方向、解决行业重大科技问题为使命，通过聚集全球高端人才，开展前瞻性、基础性研究，力图突破关键核心技术，开展重大示范应用，促进成果在国家经济建设中落地。紫金山实验室力图成为国家科技创新的重要力量，建成体现国家意志、具有世界一流水平的战略科技创新基地。

本成果已有以下运用成果。

1.已设计全国首个L4级智能驾驶车载网络仿真系统和试验验证平台，牵头《车载时间敏感网络场景与需求》CCSA标准制定。

2.已与一汽签订战略合作协议，在车载网络架构、自动驾驶、新能源汽车等方面开展合作，并且一汽在南京已设立工厂，将联合试制全国首个基于TSN的L4自动驾驶车辆。

3.已与一汽、东风汽车、江淮汽车、北汽福田、中汽研、中国信通院等单位开展合作，开展示范试验，将关键技术在其汽车中落地实现。

4.已与一汽、格力、中国信通院等单位开展合作，开展面向工厂内、工厂间的生产制造示范试验,展示基于TSN的柔性生产技术。

希望以技术合作的形式，对本成果进行成果转化。在落地过程中，也希望能确保本成果的规模化应用。如有可能，希望在本成果落地后进行持续技术深化，并且将迭代后的技术进一步进行成果转化。