Ethernet in automotive: the case of ieee audio video bridging

Abstract

I veicoli moderni sono equipaggiati con più di 100 sistemi embedded, detti Electronic Control Unit (ECU), che gestiscono il funzionamento del veicolo stesso. Sono ad esempio ECU i seguenti dispositivi: Engine Control Module (ECM), Powertrain Control Module (PCM), Brake Control Module (BCM), General Electric Module (GEM), e altri an- cora. Con l incremento del numero di ECU, crescono e si evolvono le esigenze delle reti in automotive. Sempre più spesso il traffico generato in un dominio funzionale `e richiesto, per essere elaborato o più semplicemente mostrato all utente, da un altro dominio. Si pensi ad esempio alle ECU dedite a monitorare la temperatura del motore per avviare procedure di raffreddamento in caso di necessità. Le informazioni rilevate da questi sistemi sono pero` allo stesso tempo richieste anche per informare, in tempo reale, il guidatore sullo stato del motore stesso. Questo `e un classico esempio di condivisione da parte di due domini funzionali differenti (powertrain e infotainment) di un flusso di traffico. Le connessioni punto-punto non sono piu` valide (per complessità di manutenzione, peso dei cavi, conseguente incremento nel consumo di carburante ecc..). Per questo le soluzioni switched, ed in particolare Ethernet switched, sono considerate promettenti. Tra tutti i protocolli Ethernet-based, in particolare, lo standard IEEE Au- dio Video Bridging (AVB) ha suscitato un notevole interesse sia presso la comunità scientifica che presso l industria automobilistica. Tuttavia, sebbene il supporto a traffico di tipo multimediale sia ormai largamente disponibile con molti protocolli di comunicazione, ivi compreso AVB, le reti Ethernet-based non forniscono supporto per la trasmissione di traffico di controllo o deterministico, detto traffico schedulato. Il contributo di questo lavoro di tesi `e duplice: viene presentata un indagine sul protocollo AVB, in realistici scenari automotive, confrontando AVB anche con altri protocolli di comunicazione attualmente impiegati in automotive, e vengono presentate due soluzioni innovative, chiamate AVB ST e AVB P, che migliorano AVB rendendolo capace di fornire supporto al traffico schedulato.