21世紀(jì)，汽車技術(shù)飛速發(fā)展，如果沒有集成無鑰匙門禁的車載娛樂系統(tǒng)；沒有導(dǎo)航、藍(lán)牙、Wi-Fi、蜂窩連接；沒有智能手機(jī)集成、語音識別、車道保持輔助系統(tǒng)和其他高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），很難想象現(xiàn)代汽車是什么樣子。此外，行業(yè)新推出了電池電動汽車（BEV）創(chuàng)新，助力加速汽車轉(zhuǎn)型更上一層樓。

簡言之，今天的汽車不再只是“一組車輪”，而是智能的聯(lián)網(wǎng)車輛，且逐漸成為支持云連接的軟件定義汽車，運(yùn)行的代碼比以往多了數(shù)百萬行。

隨著汽車技術(shù)不斷發(fā)展，汽車網(wǎng)絡(luò)平臺也在迅速演進(jìn)，不斷提高汽車的功能安全、智能水平、信息安全及連接。它們通過多種無線技術(shù)與外界進(jìn)行通信，為駕駛員提供娛樂中控、導(dǎo)航和ADAS功能。多年來，汽車制造商不斷突破，為汽車添加了各種無線連接選項(xiàng)。因此，在當(dāng)今典型的汽車電氣架構(gòu)中，無線連接接口通常分布在多種不同的電子控制單元（ECU）之間。但是，這種分布式方法帶來了無線共存挑戰(zhàn)，伴隨而來的安全風(fēng)險(xiǎn)也與日俱增。

汽車將通過多個無線連接接收來自外界的數(shù)據(jù)流，每個無線鏈路都是一個潛在的攻擊面和網(wǎng)絡(luò)安全漏洞。由于汽車上有許多無線連接，幾乎不可能對進(jìn)入汽車的所有數(shù)據(jù)采用一致的安全防火墻，阻止惡意軟件和防止網(wǎng)絡(luò)攻擊。目前的車載安全技術(shù)通常旨在監(jiān)測內(nèi)部總線，惡意代碼進(jìn)入汽車網(wǎng)絡(luò)后檢測出惡意代碼并將其隔離。這很重要，但還應(yīng)使用基于統(tǒng)一連接平臺的一致、先進(jìn)的預(yù)防式防火墻解決方案加以補(bǔ)充，首先要防止惡意軟件進(jìn)入車輛。

解決方案：OrangeBox汽車無線連接平臺

恩智浦推出的汽車級開發(fā)平臺提供統(tǒng)一的連接域，支持通過單個子系統(tǒng)管理所有與汽車的外部無線連接。此汽車連接開發(fā)平臺名為OrangeBox，它將恩智浦廣泛的汽車無線和有線連接解決方案（涵蓋所有車聯(lián)萬物（V2X））、安全汽車門禁和射頻技術(shù)、強(qiáng)化安全性和第三方蜂窩調(diào)制解調(diào)器技術(shù)）組合到一個整合的連接域控制器中。

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OrangeBox汽車連接域控制器開發(fā)平臺系統(tǒng)圖

OrangeBox加快了汽車業(yè)向軟件定義的轉(zhuǎn)型，通過基于功能域的架構(gòu)統(tǒng)一了汽車無線連接，同時(shí)補(bǔ)充了新興的區(qū)域架構(gòu)。OrangeBox是一個模塊化平臺，允許汽車OEM和Tier 1供應(yīng)商靈活地適應(yīng)蜂窩連接、V2X和安全訪問等各種區(qū)域要求，并支持軟件更新以利用不斷發(fā)展的技術(shù)。該平臺加快了產(chǎn)品上市速度，降低了設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜性，并為應(yīng)用部署提供了一個靈活的開發(fā)平臺。

要了解統(tǒng)一連通域?qū)τ谄嚨哪康暮秃锰?，可考慮智能家居的類似無線轉(zhuǎn)型。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）強(qiáng)勢崛起，疊加智能互聯(lián)設(shè)備在家居中日益普及，催生了一系列針對智能家居優(yōu)化的無線協(xié)議（包括Wi-Fi、低功耗藍(lán)牙、802.15.4 (Thread)、Zigbee、Z-Wave，以及最新的Matter應(yīng)用層協(xié)議），有助于創(chuàng)建安全的家庭門禁。

為了梳理這種分散的無線格局，消費(fèi)者和服務(wù)提供商目前采用智能集線器和網(wǎng)關(guān)，旨在將家居中的許多不同的無線鏈路進(jìn)行整合，從而簡化網(wǎng)絡(luò)部署、設(shè)備調(diào)試、云連接和軟件更新。

同樣，OrangeBox開發(fā)平臺將多種無線技術(shù)整合到單個汽車平臺中，通過軟件定義廣播調(diào)諧器、4G LTE和5G蜂窩調(diào)制解調(diào)器以及GPS/GNSS，將安全無線接入、 V2X、Wi-Fi 6、低功耗藍(lán)牙（BLE）、 超寬帶（UWB）、AM/FM無線電整合到一個功能域。作為面向汽車市場的芯片、軟件、安全技術(shù)和開發(fā)平臺領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商，恩智浦提供多種無線技術(shù)。OrangeBox支持由第三方提供的蜂窩調(diào)制解調(diào)器和GPS/GNSS接收器。

OrangeBox使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建一個統(tǒng)一連接域，所有外部無線連接都在一個基于恩智浦高性能i.MX 8XLite應(yīng)用處理器的子系統(tǒng)中進(jìn)行管理，該處理器針對智能天線、車載信息服務(wù)、V2X連接和安全訪問進(jìn)行了優(yōu)化。此外，該平臺支持領(lǐng)先的有線汽車網(wǎng)絡(luò)接口，包括千兆以太網(wǎng)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）和CAN FD協(xié)議（用于靈活的數(shù)據(jù)速率）。

OrangeBox汽車連接域控制器開發(fā)平臺

OrangeBox平臺與恩智浦GoldBox汽車網(wǎng)絡(luò)平臺和中央汽車網(wǎng)關(guān)無縫集成，使其它汽車系統(tǒng)能夠輕松使用無線連接。OrangeBox補(bǔ)充了GoldBox，成為無線數(shù)據(jù)進(jìn)出汽車的關(guān)鍵點(diǎn)，從廣播無線電到Wi-Fi再到5G信號，為世界其他地區(qū)提供了接口。

關(guān)鍵的一環(huán)：賦能云連接和安全訪問

OrangeBox是構(gòu)建模塊化、域或區(qū)域汽車架構(gòu)的關(guān)鍵部分，涵蓋多個天線、駕駛員中控顯示屏和整個汽車的功能安全關(guān)鍵系統(tǒng)。OrangeBox在車輛的中央網(wǎng)關(guān)及其無線技術(shù)之間提供了一個統(tǒng)一的接口，簡化了汽車與周圍世界之間的安全通信。這種方法采用一致的安全策略和適用于所有進(jìn)入汽車的無線數(shù)據(jù)流量的入侵防御系統(tǒng)（IPS）過濾，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)健、一流的安全保護(hù)。該平臺可幫助開發(fā)人員識別任何潛在的RF共存挑戰(zhàn)，并簡化云連接和無線（OTA）軟件更新，這對降低擁有成本至關(guān)重要。

OrangeBox平臺是正在顛覆汽車設(shè)計(jì)的域架構(gòu)轉(zhuǎn)換的邏輯擴(kuò)展。它將多種連接技術(shù)整合到一個方便的位置，采用模塊化架構(gòu)，可插入汽車以太網(wǎng)主干網(wǎng)。OrangeBox將所有無線連接引入同一個域，使汽車制造商能夠更輕松一致地應(yīng)用先進(jìn)的、由云管理的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)（如下一代防火墻）來處理進(jìn)出車輛的數(shù)據(jù)流量。該平臺包含恩智浦的 EdgeLock Secure Element器件，是安全汽車門禁和V2X功能的一部分。

使用OrangeBox開始原型設(shè)計(jì)

OrangeBox汽車連接域控制器平臺幫助OEM和一級制造商降低成本并加快產(chǎn)品上市速度，為開發(fā)人員提供一個全面的原型設(shè)計(jì)平臺，同時(shí)充分利用恩智浦的軟件集成。對目前恩智浦OrangeBox連接域控制器開發(fā)平臺的諸多優(yōu)勢進(jìn)行評估。

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本文作者

Dan Loop是恩智浦半導(dǎo)體公司副總裁兼汽車邊緣產(chǎn)品業(yè)務(wù)總經(jīng)理。他領(lǐng)導(dǎo)全球業(yè)務(wù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，為面向汽車市場的i.MX應(yīng)用處理器產(chǎn)品線提供支持。Dan擁有科羅拉多礦業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)位和得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的MSTC學(xué)位。

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