什么是车载以太网?车载以太网前景如何?

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车载以太网是连接车内不同汽车电子设备的一种新型局域网技术。不同于传统以太网的点在于,传统以太网使用4对非屏蔽双绞线电缆,而车载以太网在单对非屏蔽双绞线上即可实现百兆、千兆(G/s)甚至万兆(10G/s)级的传输速率。

有趣的是,最新的汽车网络技术——宝马X5中的汽车以太网——于2013年问世,这比以太网最初发明的时间晚了40多年。人们可能会想到一个明显的问题:为什么经过这么多年后,以太网现在对汽车联网如此具有吸引力?

随着高级驾驶辅助系统(ADAS)、混合动力汽车和电动汽车以及主动安全系统甚至是自动驾驶等新技术的出现,CAN的网络带宽及传输速度不能满足于汽车内部的庞大数据量的传输。近年来,车载网络的网络容量需求飞速增长,这一趋势没有放缓的迹象,是的以太网比CAN或FlexRay等传统汽车网络更适合新的技术。

车载以太网的优势

由于以太网几十年来一直是局域网(LANs)的标准技术,它在各种通信方式的发展中发挥了重要作用。随着时间的推移,已经开发、实现和验证了大量传输方法和协议,以提供在以太网网络上运行的丰富功能。

TCP/IP是实现Internet连接和应用程序的协议套件,从一开始就在以太网上使用,带来了诸如电子邮件、万维网访问、文件传输、即时消息传递等基本功能。音频-视频桥接(AVB)是另一套通信标准,设计用于在以太网上运行,将网络转换为适合于高质量信息娱乐系统的音频和视频流的实时系统。除了TCP/IP、AVB和其他通信套件提供给以太网的成千上万个应用程序之外,还有许多协议实现了支持功能,如地址解析、网络跟踪、时钟同步等。所有这些都是在IEEE和Internet Engineering Task Force (IETF)等组织定义的标准中定义的。

所有这些协议、套件、应用程序和实用程序都被设计为在任何类型的以太网上运行,而不管它的底层实现如何。因此,立即将以太网应用到汽车上意味着这些能力也可以应用到汽车上。反过来,这使汽车应用程序的开发人员能够访问大量的行业标准、广泛实现和彻底“经过实战测试”的功能和能力。

此外,以太网不仅为汽车公司提供了无数的协议和应用选项,还使它们获得了更大的人力资本池,使传统技术和汽车技术公司之间实现了以前不可能实现的协同增效。车辆中的电子控制单元(ecu)之间的通信将不再基于该行业独有的技术;他们将使用几乎所有其他行业的相同技术。这反过来又会使行业间的合作变得更容易,为先进的功能和用途开辟了可能,这些功能和用途到目前为止还只是推测,而其他的还有待于设想。我们将很快拥有先进的音频和视频流媒体功能的汽车,传统上只有在家庭或专业系统中才能找到;汽车与收费亭交谈;智能充电系统;以及自动驾驶汽车领域的进一步发展。汽车和非汽车行业的整合趋势是由博通(Broadcom)这样的公司主导的。博通是一家总部位于加州的半导体公司,传统上它的大部分收入来自汽车行业以外,但现在它正在成为这个市场的一个重要参与者。

车载以太网的未来趋势

在过去的20年里,汽车行业的电子工程师们所面临的挑战之一就是CAN技术(占主导地位的汽车网络技术)所提供的带宽不足。博世在1980年开发出的CAN,它的标称速度1 Mb/s,超过了当时汽车网络传输的需要。然而,汽车工业也不能幸免于摩尔定律的影响,摩尔定律指出晶体管的密度——因此微处理器的计算能力每两年翻一番。随着ecu处理能力的提高,连接这些ecu的网络需要的带宽也相应增加。在过去的二十年里,汽车中的ecu已经变得比他们的早期前辈更强大,而CAN一直保持在其固定的极限1Mb/s。时代在变化,技术在发展。我们可以预见到,未来汽车中CAN的地位一定会被高速传输速度的车载以太网取代。

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