21、汽车与航空航天系统中的网络控制与安全

汽车与航空航天系统中的网络控制与安全

1. 引言

汽车和飞机是复杂嵌入式计算系统的典型代表。它们不仅与我们的日常生活息息相关，代表着庞大的产业，更是安全关键的实时分布式嵌入式系统。接下来，我们将探讨汽车和飞机中的网络控制、车辆使用的网络，以及车辆的安全和保障问题。

2. 汽车和飞机中的网络控制系统

汽车和飞机属于网络控制系统，即由处理器和执行控制功能的 I/O 设备组成的计算机网络。控制需要从测量到控制动作的闭环实时响应。简单的控制系统或许能用微处理器和少量 I/O 设备构建，但复杂的机器则需要基于网络的控制。网络的主要用途有两个：一是能为系统提供比单个 CPU 更多的计算能力；二是许多控制应用要求控制器与受控设备物理距离接近，以确保快速响应。

在汽车设计中，电子控制单元（ECU）应用广泛，最初指发动机控制单元，后来泛指车辆中的任何电子单元。而在飞机领域，线路可更换单元（LRU）常用于指代在维护时可轻松插拔更换的单元。

2.1 汽车

现代汽车可能包含超过 100 个处理器，执行着 1 亿行代码。汽车中的处理器和网络功能多样，以下是两款为汽车系统设计的芯片：
- 英飞凌 XC2200 ：XC2200 系列适用于多种汽车应用，其中一款用于车身控制，如照明、门锁、雨刮控制等。车身控制模块包含 16/32 位处理器、EEPROM 和 SRAM、模数转换器、脉宽调制器、串行通道、灯光驱动器和网络连接。
- 飞思卡尔 MPC5676R ：MPC5676R 是用于动力系统的双处理器平台。两个主处理器属于 Power Architec