Технология Vehicle Ethernet – последний шлюз в Интернет транспортных средств

Интернет транспортных средств становится все ближе и ближе,ТехнологияVehicleEthernet–последнийшлюзвИнтернеттранспортныхсредств и различные автомобильные компании начинают борьбу за аппаратное, программное обеспечение и даже системные платформы. Теперь последнее препятствие Интернета транспортных средств скоро будет преодолено — решения Ethernet в подключенных автомобилях активизируются, чтобы владельцы автомобилей и пассажиры могли наслаждаться удобной интернет-средой в автомобиле.

С ростом сложности автомобильной электроники, сетей и широкополосной связи автомобильный Ethernet следует этой тенденции развития и имеет широкое пространство для развития в автомобиле. В этой статье кратко анализируются и представлены основные технологии и обзор автомобильного Ethernet.

►Что такое автомобильный Ethernet?

Прежде чем изучать автомобильный Ethernet, давайте взглянем на «Ethernet». В качестве технологии локальной сети Ethernet развивался более 40 лет.Благодаря широкому применению, развитой технологии, высокой степени стандартизации, высокой пропускной способности и низкой стоимости Ethernet стал наиболее распространенным стандартом протокола связи в современной локальной сети. сети. Автомобильный Ethernet, обсуждаемый в этой статье, представляет собой новую технологию локальной сети, которая использует Ethernet для подключения электронных блоков в автомобиле.

Поскольку электронные системы транспортных средств становятся все более сложными, а автомобили оснащены такими функциями, как автономное вождение, камеры и информационно-развлекательные системы, Ethernet может стать лучшим вариантом для их интеграции. В то же время быстрое развитие автомобильной электроники привело к увеличению количества электронных продуктов в автомобиле с каждым годом и увеличению сложности.Технические преимущества Ethernet также могут вполне удовлетворить потребности производителей автомобилей в ин- автомобильные межсетевые сети.

Некоторые эксперты предсказывают, что применение технологии Ethernet в автомобилях приведет не только к революции в «нервной системе» автомобиля, но и к изменениям во всем автомобильном применении.

►Знакомство с основными технологиями автомобильного Ethernet

Движущей силой этой революции являются технологии. Ниже будут представлены основные технологии автомобильного Ethernet.

1. Физический уровень PHY

В автомобильном Ethernet используется одна пара неэкранированных кабелей и меньшие по размеру и более компактные разъемы. Он может поддерживать расстояние передачи до 15 м при использовании неэкранированных витых пар (40 м для экранированных витых пар). Этот процесс оптимизации обеспечивает соответствие автомобильного Ethernet требованиям автомобильной ЭМС. требования. PHY автомобильного Ethernet 100M использует технологию 1G Ethernet, которая позволяет обеспечить двустороннюю связь по одной паре линий за счет эхоподавления.

2. «Питание по паре линий передачи данных» PoDL

Технология Power over Ethernet PoE была запущена в 2003 году и может обеспечить электропитание мощностью 15,4 Вт через стандартные кабели Ethernet. Поддержка подачи питания и передачи данных по одному кабелю очень важна для дальнейшего снижения веса и стоимости кабелей в автомобиле. Поскольку обычный PoE предназначен для Ethernet с 4 парами кабелей, PoDL был специально разработан для автомобильного Ethernet, который может обеспечить напряжение питания 12 В постоянного тока или 5 В постоянного тока на паре кабелей для нормальной работы электронного блока управления ЭБУ.

3. Расширенная диагностика кабеля ACD

Функция ACD может обнаруживать место повреждения кабеля путем анализа амплитуды и задержки отраженного сигнала, что имеет решающее значение для достижения высокой степени надежности автомобильных Ethernet-соединений.

4. Энергоэффективный Ethernet

При выключении двигателя не все электронные блоки в автомобиле выключаются. В это время для питания необходимо использовать аккумулятор, а мощность аккумулятора ограничена. В этом случае используется высокоэффективный Ethernet Технология может быть использована для устранения необходимости использования сети путем отключения двигателя для снижения энергопотребления.

5. Синхронизация времени

Некоторым приложениям в автомобиле необходимо обеспечить синхронизацию времени между разными датчиками или знать время разных узлов при выполнении определенного измерения. Для этого требуется синхронизация между всеми узлами, участвующими в тесте, и даже необходима некоторая точность. достигают субмикросекундного уровня. Автомобильный Ethernet принимает стандарт синхронизации времени IEEE802.1AS, который использует профиль IEEE1588V2 для более простого и быстрого определения главных часов и определяет протокол обобщенного точного времени (gPTP).

6. Ethernet с синхронизацией по времени

Многие элементы управления в автомобиле требуют задержек связи на уровне микросекунд. В традиционном Ethernet вновь поступившие пакеты обрабатываются только после того, как обработаны все существующие пакеты.Даже при скорости передачи данных в Гбит/с требуется задержка в несколько сотен микросекунд, что не может удовлетворить потребности автомобильных приложений. Чтобы решить эту проблему, рабочая группа IEEE802.3 разработала технологию быстрых пакетов с высоким приоритетом, позволяющую вставлять быстрые пакеты в очередь обрабатываемых пакетов и обрабатывать их в первую очередь, чтобы гарантировать, что задержка находится в пределах микросекундного диапазона.

7. Объединение аудио и видео AVB

Чтобы обеспечить низкую задержку и гарантированную пропускную способность автомобильных аудио- и видеоприложений, в автомобиле можно использовать стандарты AVB, разработанные рабочей группой IEEE802. Примеры приложений AVB в автомобилях включают воспроизведение мультимедиа с синхронизацией губ, онлайн-навигационные карты и другие автомобильные сетевые приложения, ADAS и диагностические функции.

►Тенденции будущего развития

Поскольку все больше и больше датчиков, контроллеров и интерфейсов требуют все более высокой пропускной способности, потребность в связи между различными вычислительными блоками и разными доменами в автомобиле становится все сильнее и сильнее, а бортовая электроника также меняется. Сложность транспортных средств непосредственно привела к более широкому использованию автомобильной проводки.

В настоящее время вес автомобильного жгута занимает третье место после шасси и двигателя. Это определяет, что технология, уменьшающая вес жгута проводов, напрямую улучшит экономию топлива. Автомобильный Ethernet передается по среде передачи однопарных неэкранированных витых пар и использует меньшие и более компактные разъемы, что позволяет снизить стоимость автомобильных соединений до 80%, а вес автомобильной проводки - до 30%. %.

По прогнозам профессиональных организаций, к 2020 году каждый бюджетный автомобиль будет иметь 6–40 узлов Ethernet, а модели класса люкс и гибридные/электрические модели будут иметь 50–80 узлов Ethernet. 40 % проданных автомобилей будут использовать автомобильный Ethernet; к 2025 году уровень проникновения автомобильного Ethernet на рынок увеличится до 80%.