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車載以太網(wǎng)基礎知識解析
1、以太網(wǎng)常見縮略語
1)1TPCE =One (1) Twisted Pair 100 Megabit (C =century =100) Ethernet 1 對雙絞線 100M 以太網(wǎng)
2)RTPGE= Reduced Twisted Pair Gigabit Ethernet
簡化版雙絞線千兆以太網(wǎng)
3)GEPOF = Gigabit Ethernet Over Plastic Optical Fiber
基于塑料光纖的千兆以太網(wǎng)
4)100BASE-T1 =100 Megabit Baseband One Pair 100M 以太網(wǎng)(1 對雙絞線)
5)1000BASE-T1 =1 Gigabit Baseband One Pair 1000M 以太網(wǎng)(1 對雙絞線)
6)1000BASE-RH = Gigabit Ethernet Over Plastic Optical Fiber
基于塑料光纖的千兆以太網(wǎng)
7)OPEN / OPEN Alliance = One Pair Ethernet Network Alliance
單對以太網(wǎng)網(wǎng)絡聯(lián)盟
8)OABR = (OPEN Alliance) BroadR-Reach
100BASE-T1 的早期名稱,當時IEEE 沒有參與,開放聯(lián)盟將Broadcom 的BroadR- Reach 技術引入汽車領域
TSN – Time sensitive Network
時間敏感網(wǎng)絡
AVB – Audio/Video bridging
音視頻橋接技術
2、什么是100BASE-T1
100BASE-T1 是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)技術基礎上進行的整合。
IEEE 100BASE-TX
—— 雙單工通訊
——MLT-3(多級傳輸)->125Msps(百萬抽樣/秒)65~80MHz 帶寬)
—— 兩對雙絞線
—— 無糾錯編碼
——DSP 中沒有回音和串擾消除技術
—— 決策反饋均衡技術(DFE)
IEEE 100BASE-T1
—— 全雙工通訊
——PAM3 -66.7Msps(百萬抽樣/秒)27MHz 帶寬
—— 單對雙絞線
—— 回音消除技術
—— 決策反饋均衡(DFE)
3、以太網(wǎng)VS 傳統(tǒng)總線
1 交換機式網(wǎng)絡通信
圖:CAN 與以太網(wǎng)通信方式對比
傳統(tǒng)總線上所有節(jié)點都連接到同一個傳輸媒介中;例如一條CAN 總線上就可以掛多個終端節(jié)點(ECU),同時該CAN 總線上的電信號還會影響到掛在此總線上的所有終端節(jié)點,我們一般會把CAN 稱為 CAN Bus 或 CAN Network。
以太網(wǎng)是交換機式(Switched Network) 通信方式,交換機式通信指的是所有的終端節(jié)點都要通過交換機才能連接到一起,所有傳遞的信息都需要交換機進行轉(zhuǎn)發(fā)。交換機式通信中一條網(wǎng)線上只能在兩個端口相連,沒有分叉。所以我們一般不說以太網(wǎng)總線,而是說以太網(wǎng)網(wǎng)絡(Ethernet Network) 。
3 信號與PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)
4、車載以太網(wǎng)的應用
4.1 鳥瞰影像視圖 - 高速連接
Broadcom BroadR-Reach,100 Mbit / s,全雙工,雙絞線
—— 代替昂貴的屏蔽線束
—— 雙向通訊
利用高帶寬
基于 MAC 的視頻流,且時序要求嚴格
ADAS 功能增強(附加攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等)
—— 高分辨率和幀頻,壓縮少
—— 需要 1000Mbit/s 及以上的傳輸速率
4.2 以太網(wǎng)作為車內(nèi)網(wǎng)絡主干網(wǎng)
未來的汽車總線將由以太網(wǎng)將取代 CAN 總線成為主干網(wǎng),而子網(wǎng)將是由若干域控制器
(Domain Controller)組成。
為每個功能域設置一個域控制器,各個域內(nèi)部的系統(tǒng)互聯(lián)仍可使用 CAN 和 FlexRay 通信總線。不同域控制器之間則通過更高性能的以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡進行連接,并通過以太網(wǎng)網(wǎng)關實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,進而共同構(gòu)成基于域控制器的 E/E 架構(gòu)。
4.3 車載以太網(wǎng)用于電力傳輸
以太網(wǎng)供電技術 POE (Power Over Ethernet)是一種可在雙絞線傳輸數(shù)據(jù)的同時為連接的終端設備供電,省去了終端外接電源線,降低了供電的復雜度。
POE 標準供電系統(tǒng)的主要供電特性參數(shù)為:
電壓在 44~57V 之間,典型值為 48V。
允許電流為 550mA,啟動電流為 500mA。
典型工作電流為 10~350mA,超載檢測電流為 350~500mA。
在空載條件下,需求電流為 5mA。
為 PD(Power device)設備提供 3.84~12.95W 五個等級的電功率請求,不超過 13W。
4.4 車載以太網(wǎng)無線功能
無線功能是車載以太網(wǎng)的另一個優(yōu)勢,WiFi 也有汽車使用的變體 – WAVE(汽車環(huán)境無線存取功能);車載以太網(wǎng)的引入無疑將成為助推無線通訊技術 WAVE 引入汽車領域的催化劑,這就為實時通訊情況下的音視頻和高清地圖的實現(xiàn)提供了物理基礎,同時也為 V2X 技術的應用提供了更多的想象空間。
參考資料:
1. Overview on Automotive Ethernet - Vector
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