OrangeBox汽车连接域控制器开发平台简介

作者：Dan Loop

21世纪，汽车技术飞速发展，如果没有集成无钥匙门禁的车载娱乐系统；没有导航、蓝牙^®、Wi-Fi、蜂窝连接；没有智能手机集成、语音识别、车道保持辅助系统和其他高级驾驶员辅助系统（ADAS），很难想象现代汽车是什么样子。此外，行业新推出了电池电动汽车（BEV）创新，助力加速汽车转型更上一层楼。

简言之，今天的汽车不再只是“一组车轮”，而是智能的联网车辆，且逐渐成为支持云连接的软件定义汽车，运行的代码比以往多了数百万行。

随着汽车技术不断发展，汽车网络平台也在迅速演进，不断提高汽车的功能安全、智能水平、信息安全及连接。它们通过多种无线技术与外界进行通信，为驾驶员提供娱乐中控、导航和ADAS功能。多年来，汽车制造商不断突破，为汽车添加了各种无线连接选项。因此，在当今典型的汽车电气架构中，无线连接接口通常分布在多种不同的电子控制单元（ECU）之间。但是，这种分布式方法带来了无线共存挑战，伴随而来的安全风险也与日俱增。

汽车将通过多个无线连接接收来自外界的数据流，每个无线链路都是一个潜在的攻击面和网络安全漏洞。由于汽车上有许多无线连接，几乎不可能对进入汽车的所有数据采用一致的安全防火墙，阻止恶意软件和防止网络攻击。目前的车载安全技术通常旨在监测内部总线，恶意代码进入汽车网络后检测出恶意代码并将其隔离。这很重要，但还应使用基于统一连接平台的一致、先进的预防式防火墙解决方案加以补充，首先要防止恶意软件进入车辆。

解决方案：适用于安全的软件定义汽车的无线连接平台

恩智浦推出的汽车级开发平台提供统一的连接域，支持通过单个子系统管理所有与汽车的外部无线连接。此汽车连接开发平台名为OrangeBox，它将恩智浦广泛的汽车无线和有线连接解决方案（涵盖所有车联万物（V2X））、安全汽车门禁和射频技术、强化安全性和第三方蜂窝调制解调器技术）组合到一个整合的连接域控制器中。

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OrangeBox汽车连接域控制器开发平台系统图

OrangeBox加快了汽车业向软件定义的转型，通过基于功能域的架构统一了汽车无线连接，同时补充了新兴的区域架构。OrangeBox是一个模块化平台，允许汽车OEM和Tier 1供应商灵活地适应蜂窝连接、V2X和安全访问等各种区域要求，并支持软件更新以利用不断发展的技术。该平台加快了产品上市速度，降低了设计成本和复杂性，并为应用部署提供了一个灵活的开发平台。

要了解统一连通域对于汽车的目的和好处，可考虑智能家居的类似无线转型。物联网（IoT）强势崛起，叠加智能互联设备在家居中日益普及，催生了一系列针对智能家居优化的无线协议（包括Wi-Fi、低功耗蓝牙^®、802.15.4 （Thread）、Zigbee、Z-Wave，以及最新的Matter应用层协议），有助于创建安全的家庭门禁。

为了梳理这种分散的无线格局，消费者和服务提供商目前采用智能集线器和网关，旨在将家居中的许多不同的无线链路进行整合，从而简化网络部署、设备调试、云连接和软件更新。

同样，OrangeBox开发平台将多种无线技术整合到单个汽车平台中，通过软件定义广播调谐器、4G LTE和5G蜂窝调制解调器以及GPS/GNSS，将安全无线接入、 V2X、Wi-Fi^® 6、低功耗蓝牙（BLE）、 超宽带（UWB）、AM/FM无线电整合到一个功能域。作为面向汽车市场的芯片、软件、安全技术和开发平台领域的领先供应商，恩智浦提供多种无线技术。OrangeBox支持由第三方提供的蜂窝调制解调器和GPS/GNSS接收器。

OrangeBox使开发人员能够创建一个统一连接域，所有外部无线连接都在一个基于恩智浦高性能i.MX 8XLite应用处理器的子系统中进行管理，该处理器针对智能天线、车载信息服务、V2X连接和安全访问进行了优化。此外，该平台支持领先的有线汽车网络接口，包括千兆以太网时间敏感网络（TSN）和CAN FD协议（用于灵活的数据速率）。

OrangeBox汽车连接域控制器开发平台

OrangeBox平台与恩智浦GoldBox汽车网络平台和中央汽车网关无缝集成，使其它汽车系统能够轻松使用无线连接。OrangeBox补充了GoldBox，成为无线数据进出汽车的关键点，从广播无线电到Wi-Fi再到5G信号，为世界其他地区提供了接口。

关键的一环：赋能云连接和安全访问

OrangeBox是构建模块化、域或区域汽车架构的关键部分，涵盖多个天线、驾驶员中控显示屏和整个汽车的功能安全关键系统。OrangeBox在车辆的中央网关及其无线技术之间提供了一个统一的接口，简化了汽车与周围世界之间的安全通信。这种方法采用一致的安全策略和适用于所有进入汽车的无线数据流量的入侵防御系统（IPS）过滤，实现了稳健、一流的安全保护。该平台可帮助开发人员识别任何潜在的RF共存挑战，并简化云连接和无线（OTA）软件更新，这对降低拥有成本至关重要。

OrangeBox平台是正在颠覆汽车设计的域架构转换的逻辑扩展。它将多种连接技术整合到一个方便的位置，采用模块化架构，可插入汽车以太网主干网。OrangeBox将所有无线连接引入同一个域，使汽车制造商能够更轻松一致地应用先进的、由云管理的网络安全技术（如下一代防火墙）来处理进出车辆的数据流量。该平台包含恩智浦的 EdgeLock^® Secure Element器件，是安全汽车门禁和V2X功能的一部分。

使用OrangeBox开始原型设计

OrangeBox汽车连接域控制器平台帮助OEM和一级制造商降低成本并加快产品上市速度，为开发人员提供一个全面的原型设计平台，同时充分利用恩智浦的软件集成。对目前恩智浦OrangeBox连接域控制器开发平台的诸多优势进行评估。

作者：


Dan Loop
恩智浦半导体公司副总裁兼汽车边缘产品业务总经理

Dan Loop是恩智浦半导体公司副总裁兼汽车边缘产品业务总经理。他领导全球业务开发团队，为面向汽车市场的i.MX应用处理器产品线提供支持。Dan拥有科罗拉多矿业学院机械工程学位和得克萨斯大学奥斯汀分校的MSTC学位。