智能汽車：新一代技術與應用

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)汽車關鍵技術 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 008 2.1 電子電氣架構介紹 008 2.1.1 電子電氣架構概述 008 2.1.2 電子電氣架構的開發(fā)過程 009 2.1.3 電子電氣架構的開發(fā)方法 013 2.2 汽車電子電氣架構的發(fā)展 015 2.2.1 電子電氣架構的演進方向 016 2.2.2 電子電氣架構演進的動力 017 2.2.3 新型電子電氣架構介紹 020 2.3 新型電子電氣架構的挑戰(zhàn) 025 2.4 從EEA到EEI 030 第3章 智能汽車通信基礎 033 3.1 智能汽車通信基礎介紹 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 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 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)絡面臨的挑戰(zhàn) 086 3.4.2 使用PCIe的優(yōu)勢 088 3.4.3 PCIe總線基礎知識 089 3.4.4 PCIe長距離連接 100 3.4.5 PCIe在汽車上的應用 103 3.5 其他新型總線技術介紹 105 3.5.1 車載SerDes 105 3.5.2 星閃技術 108 第4章 智能汽車計算平臺和計算芯片 111 4.1 車載智能計算平臺 111 4.1.1 計算基礎平臺 111 4.1.2 汽車智能終端 113 4.2 汽車芯片的特點 115 4.3 汽車芯片相關標準介紹 117 4.3.1 AEC測試標準 117 4.3.2 ISO 26262 117 4.3.3 IATF 16949 118 4.3.4 汽車芯片標準現(xiàn)存的問題 118 4.4 典型座艙芯片架構 119 4.4.1 虛擬化 119 4.4.2 功能安全 122 4.4.3 實時性 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 131 4.6 車載智能計算芯片關鍵指標 132 4.7 車載計算芯片的發(fā)展趨勢 134 4.8 后摩爾時代的芯片發(fā)展 137 第5章 車聯(lián)網(wǎng)技術 139 5.1 車聯(lián)網(wǎng)的定義 139 5.2 車聯(lián)網(wǎng)標準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技術比較 143 5.3　5G C-V2X技術 146 5.3.1 5G技術介紹 146 5.3.2 5G C-V2X技術介紹 149 5.3.3 5G C-V2X通信接口 153 5.3.4 5G C-V2X關鍵技術 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)同關鍵技術 162 5.4.3 車路協(xié)同的技術優(yōu)勢 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 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)與低軌寬帶星座結合 180 5.8 車聯(lián)網(wǎng)與算力網(wǎng)絡 184 5.8.1 算力網(wǎng)絡的概念 184 5.8.2 算力網(wǎng)絡與云網(wǎng)融合 186 5.8.3 算力網(wǎng)絡關鍵技術 188 5.8.4 車聯(lián)網(wǎng)與算力網(wǎng)絡結合 189 第6章 智能汽車定位技術 191 6.1 智能汽車定位技術的構成 191 6.2 汽車定位技術 193 6.2.1 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)簡介 193 6.2.2 GNSS定位原理 194 6.2.3 差分GNSS定位技術 196 6.2.4 精密單點定位技術 198 6.2.5 實時陣列校準技術 200 6.2.6 航跡推算 202 6.2.7 GNSS遠見系統(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)同動態(tài)地圖服務 215 6.5.2 5G定位技術 219 6.5.3 室內(nèi)定位技術 221 6.6 智能汽車高精度定位關鍵問題 222 6.6.1 衛(wèi)星定位的指標需求 222 6.6.2 智能汽車對高精度定位的指標需求 223 6.6.3 高精度衛(wèi)星定位對用戶位置信息和隱私保護的需求 224 6.6.4 高精度衛(wèi)星定位對GNSS防欺騙的需求 224 6.6.5 高精度衛(wèi)星定位對時間同步的需求 228 6.6.6 高精度衛(wèi)星定位對冷啟動/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的結合 231 第7章 智能汽車環(huán)境感知技術 233 7.1 智能汽車感知系統(tǒng)簡介 233 7.2 典型傳感器技術介紹 234 7.2.1 攝像頭 235 7.2.2 超聲波雷達 238 7.2.3 激光雷達 242 7.2.4 毫米波雷達 247 7.3 車載感知融合技術介紹 252 第8章 智能汽車軟件架構 256 8.1 智能汽車軟件架構介紹 256 8.1.1 汽車軟件發(fā)展歷史 256 8.1.2 軟件架構風格 257 8.2 面向服務的架構 264 8.2.1 面向服務的架構介紹 264 8.2.2 面向服務的架構開發(fā)流程 267 8.2.3 SOA的應用 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 273 8.3.3 機器人操作系統(tǒng) 278 8.3.4 Cyber RT 287 8.3.5 GENIVI聯(lián)盟 288 8.3.6 AUTOSEMO 289 8.4 面向服務的架構中的通信管理 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 云原生架構的應用 310 8.6.1 云原生技術 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 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 353 9.6.1 車載多系統(tǒng)架構方案 353 9.6.2 典型虛擬機技術方案 359  第10章 智能汽車安全設計 369 10.1 汽車安全設計介紹 369 10.2 功能安全設計 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常見術語 374 10.2.4 車載智能計算平臺的功能安全設計 378 10.3 預期功能安全設計 379 10.3.1 預期功能安全介紹 379 10.3.2 預期功能安全相關技術 382 10.3.3 智能駕駛預期功能虛擬仿真測試 384 10.3.4 智能駕駛預期功能封閉道路測試 386 10.4 信息安全設計 386 10.4.1 智能汽車面臨的信息安全風險 386 10.4.2 汽車網(wǎng)絡安全標準ISO 21434 390 10.4.3 后量子時代對車輛信息安全的挑戰(zhàn) 393 10.5 數(shù)據(jù)安全介紹 394