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EMBEDDED 86 • NOVEMBRE • 2022 44 cia di comunicazione integrata dovrebbe includere almeno un gestore di protocollo, come l’implemen- tazione di un responder LIN o anche una versione più semplice del livello di collegamento dati CAN FD. Tale integrazione consentirebbe al circuito integrato intelligente di controllare autonomamente un senso- re o attuatore e permetterebbe di creare una solu- zione ottimizzata per costi e dimensioni, integrabile nell’alloggiamento del sensore o dell’attuatore, come mostrato in figura 6a. Per sensori più complessi (come un satellite radar) o attuatori compositi (come una centralina per sedi- le con vari motori), un approccio classico basato su una piccola ECU potrebbe essere ancora la soluzione più efficiente (figura 6b). Inoltre, le linee di segnale dedicate e provenienti da un modulo zonale (figura 6c) possono gestire direttamente sensori o attuatori molto semplici. In base ad aspetti come il numero di segnali di con- trollo e rilevamento, la complessità di sensori e at- tuatori e i vincoli di montaggio, i progettisti possono scegliere la più adatta tra queste soluzioni. Sfide e soluzioni per i dati La topologia a zone necessita di una nuova e più ampia attenzione al networking; pertanto stanno prendendo piede le interfacce a grande larghezza di banda, come il PCIe ( Peripheral Component Inter- connect Express ) e Gigabit Ethernet. Il livello fisico (PHY) giusto può rispondere ai requisiti di larghezza di banda. La figura 7 mostra un diagramma a blocchi di un tipi- co modulo zonale contenente collegamenti di comu- nicazione ad alta velocità. Per le diverse esigenze di capacità e per fornire larghezza di banda al traffico combinato tra modulo zonale ed elaborazione centra- le, potrebbe rendersi indispensabile il ricorso a Giga- bit Ethernet ed eventualmente PCIe. In molti casi, può essere vantaggiosa l’implementazione di dispo- sitivi retimer o redriver PCIe per connessioni di cavi a lunga distanza. Per i collegamenti dei moduli zonali e quelli provenienti da sensori e attuatori, invece, po- trebbero essere necessari sistemi bus con larghezza di banda ancora inferiore e, quindi, meno costosi del LIN. Aspetto comune a tutti questi elementi è la for- nitura di un bus standardizzato con controllo softwa- re standardizzato per poter utilizzare un approccio completo e basato su servizi e software. Affinché tutti i collegamenti siano pronti ai futuri sviluppi, la topologia di rete dovrebbe garantire una larghezza di banda di riserva, in particolare tra il modulo zonale e l’elaborazione centrale, in modo da consentire gli aggiornamenti del software, pur con- servando l’hardware già esistente e convalidato. Tipologie di dati Essere pronti ai futuri sviluppi significa anche prepa- rare un percorso che porti alla guida completamente autonoma (fino a Livello 5); pertanto, l’architettura deve essere includere la conformità a norme relative a disponibilità, resilienza e sicurezza. Uno dei modi per ottenere la resilienza della comunicazione dati e la ridondanza strutturale consiste nel realizzare una topologia ad anello che permetta l’uso di protocolli multicast e la verifica della validità dei dati. Dal lato software, è fondamentale che una topologia a zone distribuita gestisca un mix di diversi tipi di pacchetti per tenere conto dei dati più svariati, che vanno da un breve messaggio di controllo ai dati di un sensore a capacità elevata, fino ai dati dell’infotainment. Tut- te queste tipologie di traffico, inoltre, presentano re- quisiti diversi in termini di latenza, jitter, sincroniz- zazione e tasso di errore. In breve, variano in termini di esigenze di qualità del servizio (QoS). Sensibilità temporale dei dati Per tenere conto dei diversi requisiti di latenza o QoS, le reti TSN ( time-sensitive network ) basate su Ether- net sono una valida opzione, ma questa implementa- zione richiede notevoli regolazioni di precisione; le vecchie MCU e i vecchi processori potrebbero addi- rittura non essere in grado di supportarle appieno a livello hardware. Il livello PHY del circuito integrato Fig. 7 – Schema a blocchi di modulo zonale con interfacce di comunicazione HARDWARE | AUTOMOTIVE