传统边缘节点与远程控制边缘节点的对比

图 2 显示了传统边缘节点的方框图。在传统架构中，本地 MCU 包含 HAL，HAL 是定义器件软件驱动程序如何与硬件交互的软件。边缘 MCU 通过网络接口（通常是 CAN 灵活数据速率 (CAN FD) 本地互连网络）接收来自控制器 MCU 的命令，并根据控制器发出的指令控制本地硬件。

例如，如果上游控制器 MCU 向边缘 MCU 节点发送命令“升起驾驶员侧车窗”，则边缘 MCU 会将该消息转换为特定的硬件操作，包括升起车窗、执行车窗软关闭以及防止可能发生的电机失速或车窗夹手事件。边缘节点 MCU 将必要的 SPI 消息传送到电机驱动器，并通过发送到半桥电机驱动器的脉宽调制 (PWM) 输出实施窗口电机的实时控制环路，同时使用集成式模数转换器 (ADC) 监控电机电流并对霍尔效应脉冲计数以进行窗口位置跟踪。

图 3 展示了远程控制边缘节点方框图。这种架构将 HAL 和实时执行器上行移入命令器 ECU 的 MCU 中，完全消除了边缘节点 MCU。控制器 MCU 现在可以发送包括器件通信协议帧或外设控制（SPI、I2C、UART、PWM 输出控制、ADC 采样或 GPIO）的命令。

对于车窗升降应用，控制器通过网络发送嵌入到标准通信协议数据有效载荷（CAN FD Light 或 10BASE-T1S）中的直接控制数据（SPI 电机驱动器命令和 PWM 输出设置）。边缘节点中的通信桥接器提取这些协议数据有效载荷并在相应的 GPIO 引脚上输出 SPI 帧和 PWM 信号。对于传感器反馈，该桥接器对内部或外部 ADC 和霍尔效应传感器数据进行采样并将数据发送回命令 ECU 以完成控制环路。