今天主要有两个议题，一个是关于特斯拉Model 3的“Communication Architecture”（网络拓扑图），我们有了新的发现；一个是我们一直在‘钻研’的Model 3的总线信号破解阶段性成果的展现。此次也是‘抛砖引玉’，希望更多的人参与进来‘参透’特斯拉的‘设计密码’。

我们依次展开描述。

一、Model 3 Communication Architecture的新发现

...这个新的发现其实是相比之前整理的网络拓扑图的补充——抱歉这个‘Communication Architecture’暂时不方便放在文章中，如果有兴趣的可以根据文末的提示进行沟通——我们先附上根据原理图整理而来的拓扑图。

图1 特斯拉Model 3网络拓扑图_20191215

补充了哪些内容呢？

1、几大核心控制器的‘Enclosure’（封装）内部原理

包括BCM Left/Right、Autopilot+MCU（Media）、HVC（High Voltage Controller）、EPS等，最典型的莫过于连接超声波雷达的BCM Right了——强行‘Single Enclosure’——根据这些原理、可以很清晰地了解到特斯拉的设计思路；

2、明确了同一网段、同一控制器占用不同管脚的“事实”

这么说可能有人不理解，大家可以先看下面的示意图：

图2 特斯拉Model 3右车身控制器网络连接示意图

这种连接方式，如果只根据整车原理是看不出来差别的——因为它们是占用了不同的管脚但同时它们也是同一个网段。这点可以在第二章节中的报文记录中得到佐证。特斯拉对这种设计‘乐此不疲’，本质是将线束钉点放到了ECU板端，出于线束分区的考虑；

3、定义了不同节点的唤醒行为并区分了‘Powered during vehicle sleep’

...这就是系统工程师应该做的、而且很方便在拓扑图里面体现的内容。

特斯拉没去扯什么网络管理，就告诉你：这个节点的这个网段需要网络唤醒、那个节点需要在整车休闲状态下仍然供电，直击问题本源；

4、标明了控制器的供应商

我这里做了简单的汇总，

图3 Tesla Model 3控制器供应商分布饼图

据上图的不完全统计，特斯拉自研的控制器占据了大半壁‘江山’！

...当初还只是自研核心的三电、中控以及AP，现在连车身控制器这种‘低门槛’的也不放过（当然还有其他比较重要的，像是Security Controller），简直丧心病狂！

除非真有两板斧（掌握核心技术），控制器供应商的日子不好过啊。

5、当然还有余下细枝末节的，比如终端节点的设计、选装节点的设计等等。

二、Model 3总线信号破解

...其实Model S/Model X我们也有破解，只不过一个‘年代’久远（两年？）、一个Model 3才是当红炸子‘车’呀，这是她应得的荣耀...

在开始之前，我们先来看下以前文章中的铺垫：

Private CAN（即PARTY CAN），连接驱动模块、AP，底盘的转向、制动，推测承载车辆最基本、也是最主要的驱动、底盘控制等功能模块信息交互——再多说一点，这一路在不拆车的情况很难接入； 

Vehicle CAN，连接三大车身控制器、高压管理模块以及VSC（Security Controller），推测主要实现传统车身域功能（负载控制、空调、进入退出）以及高压管理——这一路也是最容易accessible的，用不着拆车； 

Chassis CAN，相比来说这一路是最传统的，连接了制动、转向、气囊等。

冷酷的冬瓜，公众号：冷酷的冬瓜从控制器的管脚定义看特斯拉Model 3的功能分配 -Autopilot+MCU篇

我们此次介绍的是Vehicle CAN的内容——以下数据整理均基于Model 3进口版LR RWD v10.2(2019.40.50.7）。

之前也没有“介绍总线设计”这类的经验，我想了下，从两个方面展开吧。一个是总体情况说明、一个是典型工况数据展示，其他的如果有更专业的解读或是需求，可以根据文末的提示进行沟通。

1、Model 3 Vehicle CAN总体情况说明

    （1）ID分布从0x0C~0x7FF（未发送诊断请求）、总计280帧报文

图4 Tesla Model 3 Vehicle CAN CANoe Trace窗口概览

感觉报文帧数还是多（我没太多的概念，搞网络设计的可以来说一说），信号更是多如牛毛，稍后我们会看破解获取的信号情况。

    （2）该网段负载率最小38%、最大55%、平均能达49%！

图5 Tesla Model 3 Vehicle CAN负载率状态（冬季夜晚正常行驶工况）

物尽其用、物还没尽其用！

    （3）根据破解的信息可知，Model 3中大量使用了multiplexing类型，比如实时性要求不高的状态量；各节点与DTC对应的‘当前’故障状态——我个人推测后台使用的是这个数据实时获取车辆状态而非诊断请求；以及结构化的节点报文帧结构，详见下图。其中alertMatrix即当前故障位、info则包含版本/生产等track信息、status及ECU节点的系统状态信息。

图6 Tesla Model 3 Vehicle CAN中EPB Left发送报文matrix示意图

    （4）破解程度为66.4%（186fr/280fr），另有某个需要‘深度benchmark特斯拉Model 3’客户的信号需求的匹配度分析如下图。总体来说可利用的信息比较丰富。

图7 Tesla Model 3 Vehicle CAN总线破解某客户需求匹配饼图

注：

1.无此信号：没找到相应信号，比如“12V电池SOC”；

2.无此信号但有相关信号：没有唯一对应的信号，但是通过其他信号可以间接得到想要的信号，比如“BMS故障等级”没有，但是有很多的alert（推测为与DTC对应的当前故障状态），可以参考；

3.有此信号但难获取：有信号定义，但不是从方便获取的Vehicle CAN监听，比如轮速信号；

4.有此信号且可提供更多：不仅有对应的信号，还可以提供更多的，比如“档位”不仅有整车逻辑档位，还可以提供换档杆物理状态；

5.有此信号且易获取：有对应信号且就在Vehicle CAN上，比如绝大多数的信号。

2、典型工况

...相信真正搞系统/性能/测试的会设计更多、更专业的use case，去挖掘更多的信息，我们这里只提供典型的工况。其中已知的信号包括但不限于：

    *整车状态（驾驶行为、驻车、踏板、里程...）

    *电机+逆变器（转速、扭矩、温度...）

    *电池（母线电压、电流、SOC、放电能力、电芯状态（电压、温度、一致性等）...）

    *高压附件状态（DCDC/OBC...）

    *空调总成HVAC+热管理...

    *其他（比如车身舒适的BCM Left/Right/Front...）

    （1）车辆静置、中控屏操作

图8 车辆静置、操作中控屏数据记录graphic

    （2）车辆静置、空调操作

图9 车辆静置、操作空调数据记录graphic

    （3）车辆正常行驶（包含调头）

图10 车辆正常行驶（包含调头）数据记录graphic

    （4）慢充

图11 车辆静置、慢充数据记录graphic

...

最后，为了更好地搜集各位的需求、更精准、更高效地沟通，我们建立了自己的‘知识星球’：冷酷的冬瓜，后续高质量、高价值的信息可能会唯一渠道或是优先在‘知识星球’发布。惯例，对“Tesla Model 3 Communication Architecture”以及“特斯拉Model S/X/3的总线信号破解”感兴趣的，欢迎来‘知识星球’找我。