车载以太网

目录

概述

发展历史

总体架构

相关组织介绍

主流车载网络系统

各种总线比较

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概述

随着汽车电动化进程的加速推进，手机控制车辆以及彼此交互的场景不断扩大，可以想象未来联网需求只会不断拓展，无论是车内还是车外的联网需求都不约而同的提出了更多网络带宽的重要性。

为此，车载以太网应运而生，车载以太网概念是由OPEN联盟SIG提出来的，也叫IEEE802.3bw(原BroadR-Reach)，是为汽车联网应用设计的一种以太网物理层标准，如高级安全功能、舒适和信息娱乐功能。车载以太网是一种用于连接汽车内不同电气设备的新型局域网技术。车载以太网主要由MAC(介质访问控制)、PHY(物理接口收发器)组成；为实现更高的信号带宽，车载以太网在双绞线电缆上采用全双工通信链路，支持同时收发功能及PAM3信令，可实现100Mbit/s及以上的传输速率。以太网优势：

• 支持多种网络介质，因此可以在汽车领域进行使用；
• 同时由于物理介质与协议无关，因此可以在汽车领域可以做相应的调整与拓展，形成一整套车载以太网协议，该协议将会在未来不断发展并长期使用。
  

发展历史

自1980年至今，IEEE组织、OPEN Aliance SIG组织、宝马、博通公司等为传统以太网到汽车领域的应用拓展发挥了十分关键的作用，重要里程碑事件如下：

• 1980年，Ethernet 1.0成功发布；
• 1985年，IEEE 802小组公布802.3协议，推出了基于CSMA/CD的10M以太网技术；
• 2004年，BMW公司考虑采用博通公司的以太网技术并于2008年在宝马7系上成功量产以太网刷写技术，其中关键点在于博通公司的单对非屏蔽以太网全双工技术，并保证EMC测试全部PASS；
• 2013年，BroadR-reach技术成功在宝马5系的环视系统中成功量产；
• 近年来由著名汽车整车厂与供应商组成的OPEN Aliance SIG相继发布了TC8（车载以太网ECU测试规范）以及TC10（车载以太网休眠唤醒规范），同时携手IEEE将车载以太网标砖转化为通用标准。

总体架构

由IEEE组织，OPEN Aliance SIG组织, AVNU组织，AUTOSAR组织的共同发展与合作，进而规范了车载以太网符合OSI模型的整体架构，如下图所示：

相关组织介绍

关于AVNU，IEEE，AUTOSAR以及OPEN Aliance SIG组织的介绍如下，以便能够较为清晰地了解各组织在车载以太网总体架构的主要贡献及主要目标。

AVNU： 致力于推进AVB/TSN时间敏感网络在汽车领域的应用，使以太网成为一种时间确定性的实时网络；

IEEE： 电气与电子工程师协会，其中802.3工作小组致力于推进以太网相关标准的制定与完善；

AUTOSAR: 汽车开放式系统架构组织，致力于实现汽车软硬之间解耦的标准同时也为车载以太网软件层级作出了相关规范说明；

OPEN Aliance SIG: 为非盈利性的汽车行业和技术联盟，旨在鼓励大规模使用以太网作为车联网标准；

主流车载网络系统

经过多年发展，车载网络已形成以 CAN 总线为主流，多种总线技术并存的解决方案。目前车辆使用的 总线技术有 CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS 及车载以太网等，主要以 CAN 总线为主，LIN 总线为辅。CAN 主要用于车上控制数据的传输，是现役车载网络应用最为广泛的标准协议；LIN 是一种低成本通用串 行总线，为 CAN 总线提供辅助功能，主要用于汽车内的车门、天窗、座椅控制等，CAN、LIN 的成本和传 输速率较低。FlexRay 是继 CAN 和 LIN 之后的新一代汽车控制总线技术，与 CAN 相比拥有更高的带宽， 但需加入标准组织、成本较高，主要适用于中高端车中的线控系统；MOST 在车载多媒体数据传输的应用 较多，但由于供应商单一、基础开发成本较高。LVDS 是一种低压差分信号技术接口，在汽车领域主要用于 显示屏和摄像头之间的图像数据信号传输。

各种总线比较