智能汽車：新一代技術(shù)與應(yīng)用

第1章 智能汽車概述 001 1.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車介紹 001 1.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù) 002 1.3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展前景 006 第2章 電子電氣架構(gòu) 008 2.1 電子電氣架構(gòu)介紹 008 2.1.1 電子電氣架構(gòu)概述 008 2.1.2 電子電氣架構(gòu)的開發(fā)過程 009 2.1.3 電子電氣架構(gòu)的開發(fā)方法 013 2.2 汽車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展 015 2.2.1 電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)方向 016 2.2.2 電子電氣架構(gòu)演進(jìn)的動(dòng)力 017 2.2.3 新型電子電氣架構(gòu)介紹 020 2.3 新型電子電氣架構(gòu)的挑戰(zhàn) 025 2.4 從EEA到EEI 030 第3章 智能汽車通信基礎(chǔ) 033 3.1 智能汽車通信基礎(chǔ)介紹 033 3.2 CAN總線 033 3.2.1 CAN總線的定義 034 3.2.2 CAN總線的特點(diǎn) 034 3.2.3 CAN總線的數(shù)據(jù)傳輸 035 3.2.4 CAN協(xié)議的特點(diǎn) 039 3.2.5 CAN數(shù)據(jù)鏈路層 040 3.2.6 CAN-FD總線 054 3.2.7 CAN-XL總線 060 3.3 汽車以太網(wǎng) 065 3.3.1 汽車以太網(wǎng)的物理特性 065 3.3.2 汽車以太網(wǎng)協(xié)議 069 3.3.3 汽車以太網(wǎng)安全 078 3.3.4 10Base-T1x 總線 081 3.4 PCIe總線 086 3.4.1 汽車網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn) 086 3.4.2 使用PCIe的優(yōu)勢(shì) 088 3.4.3 PCIe總線基礎(chǔ)知識(shí) 089 3.4.4 PCIe長距離連接 100 3.4.5 PCIe在汽車上的應(yīng)用 103 3.5 其他新型總線技術(shù)介紹 105 3.5.1 車載SerDes 105 3.5.2 星閃技術(shù) 108 第4章 智能汽車計(jì)算平臺(tái)和計(jì)算芯片 111 4.1 車載智能計(jì)算平臺(tái) 111 4.1.1 計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái) 111 4.1.2 汽車智能終端 113 4.2 汽車芯片的特點(diǎn) 115 4.3 汽車芯片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 117 4.3.1 AEC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) 117 4.3.2 ISO 26262 117 4.3.3 IATF 16949 118 4.3.4 汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)存的問題 118 4.4 典型座艙芯片架構(gòu) 119 4.4.1 虛擬化 119 4.4.2 功能安全 122 4.4.3 實(shí)時(shí)性 127 4.4.4 信息安全 128 4.4.5 車規(guī)需求 130 4.5 典型智能駕駛芯片架構(gòu) 131 4.6 車載智能計(jì)算芯片關(guān)鍵指標(biāo) 132 4.7 車載計(jì)算芯片的發(fā)展趨勢(shì) 134 4.8 后摩爾時(shí)代的芯片發(fā)展 137 第5章 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 139 5.1 車聯(lián)網(wǎng)的定義 139 5.2 車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)DSRC與C-V2X 140 5.2.1 DSRC介紹 140 5.2.2 C-V2X介紹 142 5.2.3 DSRC和C-V2X技術(shù)比較 143 5.3　5G C-V2X技術(shù) 146 5.3.1 5G技術(shù)介紹 146 5.3.2 5G C-V2X技術(shù)介紹 149 5.3.3 5G C-V2X通信接口 153 5.3.4 5G C-V2X關(guān)鍵技術(shù) 156 5.4 C-V2X與車路協(xié)同 160 5.4.1 車路協(xié)同介紹 160 5.4.2 車路協(xié)同關(guān)鍵技術(shù) 162 5.4.3 車路協(xié)同的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 164 5.5 車聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù) 166 5.6 車聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈 170 5.6.1 車聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn) 171 5.6.2 車聯(lián)網(wǎng) 區(qū)塊鏈的優(yōu)勢(shì) 172 5.6.3 MOBI聯(lián)盟介紹 176 5.7 車聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng) 177 5.7.1 衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座介紹 177 5.7.2 車聯(lián)網(wǎng)與低軌寬帶星座結(jié)合 180 5.8 車聯(lián)網(wǎng)與算力網(wǎng)絡(luò) 184 5.8.1 算力網(wǎng)絡(luò)的概念 184 5.8.2 算力網(wǎng)絡(luò)與云網(wǎng)融合 186 5.8.3 算力網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù) 188 5.8.4 車聯(lián)網(wǎng)與算力網(wǎng)絡(luò)結(jié)合 189 第6章 智能汽車定位技術(shù) 191 6.1 智能汽車定位技術(shù)的構(gòu)成 191 6.2 汽車定位技術(shù) 193 6.2.1 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)簡介 193 6.2.2 GNSS定位原理 194 6.2.3 差分GNSS定位技術(shù) 196 6.2.4 精密單點(diǎn)定位技術(shù) 198 6.2.5 實(shí)時(shí)陣列校準(zhǔn)技術(shù) 200 6.2.6 航跡推算 202 6.2.7 GNSS遠(yuǎn)見系統(tǒng)介紹 204 6.3 高精度地圖 206 6.3.1 高精度地圖簡介 206 6.3.2 高精度地圖的應(yīng)用 208 6.4 多傳感器融合定位 210 6.4.1 多傳感器融合系統(tǒng)簡介 210 6.4.2 多傳感器融合系統(tǒng)分層 212 6.4.3 多傳感器融合系統(tǒng)定位原理 213 6.4.4 多傳感器融合誤差分析 214 6.5 汽車網(wǎng)聯(lián)定位 214 6.5.1 車路協(xié)同動(dòng)態(tài)地圖服務(wù) 215 6.5.2 5G定位技術(shù) 219 6.5.3 室內(nèi)定位技術(shù) 221 6.6 智能汽車高精度定位關(guān)鍵問題 222 6.6.1 衛(wèi)星定位的指標(biāo)需求 222 6.6.2 智能汽車對(duì)高精度定位的指標(biāo)需求 223 6.6.3 高精度衛(wèi)星定位對(duì)用戶位置信息和隱私保護(hù)的需求 224 6.6.4 高精度衛(wèi)星定位對(duì)GNSS防欺騙的需求 224 6.6.5 高精度衛(wèi)星定位對(duì)時(shí)間同步的需求 228 6.6.6 高精度衛(wèi)星定位對(duì)冷啟動(dòng)/衛(wèi)星失鎖快速定位的需求 229 6.6.7 高精度衛(wèi)星定位海量用戶高并發(fā)的需求 230 6.6.8 高精度衛(wèi)星定位與EEA的結(jié)合 231 第7章 智能汽車環(huán)境感知技術(shù) 233 7.1 智能汽車感知系統(tǒng)簡介 233 7.2 典型傳感器技術(shù)介紹 234 7.2.1 攝像頭 235 7.2.2 超聲波雷達(dá) 238 7.2.3 激光雷達(dá) 242 7.2.4 毫米波雷達(dá) 247 7.3 車載感知融合技術(shù)介紹 252 第8章 智能汽車軟件架構(gòu) 256 8.1 智能汽車軟件架構(gòu)介紹 256 8.1.1 汽車軟件發(fā)展歷史 256 8.1.2 軟件架構(gòu)風(fēng)格 257 8.2 面向服務(wù)的架構(gòu) 264 8.2.1 面向服務(wù)的架構(gòu)介紹 264 8.2.2 面向服務(wù)的架構(gòu)開發(fā)流程 267 8.2.3 SOA的應(yīng)用 269 8.3 SOA軟件中間件 272 8.3.1 SOA軟件中間件介紹 272 8.3.2 汽車開放系統(tǒng)架構(gòu) 273 8.3.3 機(jī)器人操作系統(tǒng) 278 8.3.4 Cyber RT 287 8.3.5 GENIVI聯(lián)盟 288 8.3.6 AUTOSEMO 289 8.4 面向服務(wù)的架構(gòu)中的通信管理 290 8.4.1 通信中間件 291 8.4.2 SOME/IP 293 8.4.3 DDS 298 8.4.4 Iceoryx 304 8.4.5 其他協(xié)議棧接口介紹 306 8.5 汽車OTA介紹 308 8.6 云原生架構(gòu)的應(yīng)用 310 8.6.1 云原生技術(shù) 310 8.6.2 SOAFEE介紹 311 8.7 軟件開發(fā)流程介紹 313 8.7.1 ASPICE 313 8.7.2 敏捷開發(fā) 316 8.7.3 DevSecOps 319 第9章 智能汽車操作系統(tǒng) 324 9.1 操作系統(tǒng)介紹 324 9.1.1 操作系統(tǒng)概述 324 9.1.2 操作系統(tǒng)的功能 325 9.1.3 操作系統(tǒng)的基本概念 326 9.1.4 操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 331 9.2 智能汽車操作系統(tǒng)概述 332 9.3 安全車控操作系統(tǒng)介紹 334 9.3.1 OSEK/VDX 334 9.3.2 Classic AUTOSAR 337 9.4 智能駕駛操作系統(tǒng)介紹 338 9.4.1 智能駕駛操作系統(tǒng)概述 338 9.4.2 Linux 339 9.4.3 QNX 341 9.4.4 VxWorks 343 9.5 車載操作系統(tǒng)介紹 347 9.5.1 車載操作系統(tǒng)概述 347 9.5.2 AGL 348 9.5.3 Android 349 9.5.4 鴻蒙OS 351 9.5.5 AliOS 352 9.6 車載多系統(tǒng)架構(gòu) 353 9.6.1 車載多系統(tǒng)架構(gòu)方案 353 9.6.2 典型虛擬機(jī)技術(shù)方案 359  第10章 智能汽車安全設(shè)計(jì) 369 10.1 汽車安全設(shè)計(jì)介紹 369 10.2 功能安全設(shè)計(jì) 370 10.2.1 功能安全介紹 370 10.2.2 ISO 26262功能安全管理 372 10.2.3 ISO 26262常見術(shù)語 374 10.2.4 車載智能計(jì)算平臺(tái)的功能安全設(shè)計(jì) 378 10.3 預(yù)期功能安全設(shè)計(jì) 379 10.3.1 預(yù)期功能安全介紹 379 10.3.2 預(yù)期功能安全相關(guān)技術(shù) 382 10.3.3 智能駕駛預(yù)期功能虛擬仿真測(cè)試 384 10.3.4 智能駕駛預(yù)期功能封閉道路測(cè)試 386 10.4 信息安全設(shè)計(jì) 386 10.4.1 智能汽車面臨的信息安全風(fēng)險(xiǎn) 386 10.4.2 汽車網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 21434 390 10.4.3 后量子時(shí)代對(duì)車輛信息安全的挑戰(zhàn) 393 10.5 數(shù)據(jù)安全介紹 394