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以太网迎新增长 专家眼中的车载以太网及AVB技术

以梦为马 发表于 2017-1-19 11:28:45 | 只看该作者 |阅读模式
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本帖最后由 以梦为马 于 2017-1-19 11:27 编辑

        讨论车载以太网之前我们先来看看以太网的发展过程及现状,1963年“The Intergalactic Computer Network”的概念被认为是现代Internet的起源;1969年“The Advanced Research Projects AgencyNetwork (ARPANET) ”是第一个执行TCP/IP的网络,也是“global Internet”的起源;经过50多年的发展,以太网技术经历了多次技术突破与革新,传输介质涵盖了光纤、双绞线、无线等,带宽已经达到10Gbit/s;尽管以太网取得了巨大的进步,但以太网与生俱来的“simpler,faster, and cheaper”的特点始终伴随着以太网的进步,如今以太网已经完全融入了人们的所有生活。
        时间来到2010年,以太网与生俱来的特点以及给人们生活带来的巨大变化引起了汽车及汽车电子行业的注意, “The OPEN Alliance (One-Pair Ether-Net) Special Interest Group (SIG)”应运而生专门从事以太网在车辆应用的研究;2015年左右随NXP、Broadcom等芯片制造商完成车载以太网物理层芯片的研发和量产,以太网“上车”的愿望得以落实,车载以太网依旧继承了“simpler, faster, and cheaper”的特点,并且将其与车辆的要求进行了进一步结合。在原有商用或工业以太网协议基础上针对车用功能特点进行协议开发,使用低成本UTP(Unshielded Twisted Pair一对非屏蔽双绞线)作为物理层介质,100Mb/s的传输带宽比原有车载网络CAN总线理论带宽高出100倍,未来将使用1000Mb/s带宽,这些都是“simpler, faster, and cheaper”的延续。
        2013年国内车载以太网对于汽车电子行业及整车厂而言都是个新鲜事物,绝大多数从业者对车载以太网应用都处在观望当中,长春精钰电子股份有限公司针对车载以太网在国内整车的应用进行研究,并初步确立了基于AVB协议实现车内高清影音娱乐系统。
        
        而作为车载以太网重要组织——AVnu组织也认证了2014年10月基于英伟达K1处理器以商用100base-TX(普通以太网网线)介质完成了由4只高清(分辨率1920*1080)显示器组成的基于AVB协议的系统,对AVB协议、高清传输,多屏互动进行技术可行性验证。目前市面上比较成熟的解决方案是基于UTP(100base-T1)介质的Demo样车搭建,这样可以验证车载以太网物理层的相关标准。
        
        随着车载以太网技术的日益成熟,花样繁多的应用随之而来。车载以太网的组网方式相对简单,星型拓扑和线性拓扑的方式都能够完成组网。星型拓扑以“switch”为中心,节点之间的可用通讯带宽更高,延时和抖动更小,减少节点会导致 “Switch”口的浪费,增加节点需要不同的“switch”硬件支持;线性拓扑由节点之间“手拉手”的方式组成,可以方便的增加和减少节点,但可用带宽减小、延迟和抖动增加。
         
        现有车型网络都是以网关控制器为网络核心的架构,如果沿用这样的网络架构车载以太网应用后车载网络架构会有什么样的变化?
优势,增加了分布功能之间的通讯带宽。增加了扩充网段的可能;劣势,分布式功能通过不同ECU实现,增加了复杂程度。可扩展性导致ECU在网络部分的接插件数量增加。
         
        域控制架构会有什么样的影响?
        
        优势,网络可扩展性好;从功能出发,完整的功能域可由单一供应商实现;劣势,跨域的功能更加复杂;域控制成本造成整车成本增加。
        
        保持原有网络核心网关控制器不变,在局部增加以太网系统,如:针对信息娱乐系统将“Switch”功能与车机融合,在原有车机主要功能的基础上扩展“Switch”功能,可扩展以太网后头枕显示、数字功放;原仪表“Switch”中可扩展环视、夜视、数字天线。提升车辆智能化程度,减少原车线束,优化功能分配,使以太网在国内上车成为一种可能。
            

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