一文讀懂遠(yuǎn)程控制協(xié)議—Remote Control Protocol

       隨著中央計(jì)算+區(qū)域控制的中央集中式架構(gòu)廣泛應(yīng)用，10BASE-T1S技術(shù)逐漸得到各方關(guān)注，總線型及半雙工的特性讓10BASE-T1S在成本和功耗上更占優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)中央計(jì)算+區(qū)域控制的理念，2023年5月，BMW在OPEN聯(lián)盟TC14的會(huì)議中提到了遠(yuǎn)程控制協(xié)議Remote Control Protocol（簡(jiǎn)稱RCP）的概念。2024年7月，OPEN聯(lián)盟創(chuàng)建了TC18 ：Remote Control小組。當(dāng)前在TC18中各個(gè)OEM對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的討論和關(guān)注度較高。

       RCP是一種輕量級(jí)的通信協(xié)議，核心理念是將邊緣節(jié)點(diǎn)控制器中MCU的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能遷移至區(qū)域控制器ZCU甚至中央控制器Central ECU中實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中軟件集中化，邊緣節(jié)點(diǎn)輕量化。

       讓我們想象這樣一個(gè)場(chǎng)景：一個(gè)執(zhí)行器通過標(biāo)準(zhǔn)SPI接口連接在邊緣節(jié)點(diǎn)的MCU上。當(dāng)我要控制這個(gè)執(zhí)行器執(zhí)行相關(guān)指令時(shí)，邊緣節(jié)點(diǎn)必須通過SPI在執(zhí)行器的寄存器0x01中寫入0x0A。

       如果我們采用SOME/IP協(xié)議，信號(hào)的傳輸過程是這樣的：區(qū)域控制器將SOME/IP報(bào)文發(fā)送至邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣節(jié)點(diǎn)中的MCU解析報(bào)文payload中控制執(zhí)行器的信號(hào)，并通過SPI修改執(zhí)行器的0x01寄存器。

       這樣做可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)是：如果更換了一個(gè)具有其他SPI映射關(guān)系（比如需要在寄存器0x0A中寫入0x0B，寄存器0x10中寫入0x0A）或采用其他接口的執(zhí)行器（比如I2C、UART等），邊緣節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行更新與修改。但SOME/IP協(xié)議至SPI的轉(zhuǎn)換遠(yuǎn)遠(yuǎn)不像圖片中展示的一樣簡(jiǎn)單。

       如果我們采用RCP，信號(hào)的傳輸過程是這樣的：區(qū)域控制器應(yīng)用層下發(fā)的數(shù)據(jù)在RCP Client中轉(zhuǎn)換為SPI格式的指令，并填入RCP協(xié)議的payload中，傳輸至邊緣節(jié)點(diǎn)后，不需要進(jìn)行額外的轉(zhuǎn)換工作，RCP Server解析payload中的指令即可直接通過SPI控制執(zhí)行器。

       同樣在更換具有其他SPI映射關(guān)系的執(zhí)行器后，僅需要更新ZCU的軟件即可完成適配工作，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中軟件集中化，邊緣節(jié)點(diǎn)輕量化的目的。

       RCP的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在單一邊緣節(jié)點(diǎn)的控制上，由于10BASE-T1S支持總線型連接，區(qū)域控制器可以在一條RCP報(bào)文中添加多個(gè)命令，通過組播的方式實(shí)現(xiàn)一條RCP報(bào)文控制總線上多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，或一條RCP報(bào)文控制一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)中多個(gè)控制器的操作。這一組播操作的具體實(shí)現(xiàn)方式還在討論中。

       RCP的協(xié)議字段當(dāng)前正在TC18中展開討論，并于2024年4月發(fā)布了Draft 0.2版本。值得注意的是，RCP在OSI七層模型中的位置并沒有被確認(rèn)，即RCP報(bào)文視使用場(chǎng)景的不同可能被封裝進(jìn)不同的協(xié)議中，當(dāng)前的候選包括了SOME/IP、1722、Google Protocol Buffers等。

       總結(jié)來看，遠(yuǎn)程控制協(xié)議是一種輕量化協(xié)議，基于10BASE-T1S實(shí)現(xiàn)時(shí)簡(jiǎn)化了邊緣節(jié)點(diǎn)中MCU的功能，由中央控制器或區(qū)域控制器直接下發(fā)控制指令，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中軟件集中化，邊緣節(jié)點(diǎn)輕量化。

結(jié)語

       經(jīng)緯恒潤(rùn)作為OPEN聯(lián)盟會(huì)員和AUTOSAR聯(lián)盟的高級(jí)合作伙伴，長(zhǎng)期為國內(nèi)外各大OEM和供應(yīng)商提供涵蓋TCP/IP、SOME/IP、DoIP、AVB、TSN、DDS等技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和測(cè)試咨詢服務(wù)，積極研發(fā)和探索車載網(wǎng)絡(luò)前沿技術(shù)的工程應(yīng)用。通過多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已建立了高質(zhì)量、本土化的設(shè)計(jì)與測(cè)試一體化解決方案，為整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供可靠支持。

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