Ethernet Automotive може да допринесе за плана за отслабване на автомобила.

Без да се правят съществени промени в E/E архитектурата на автомобила, единственият оставащ подход за намаляване на теглото е да се отдалечим от медното окабеляване към по-леките алтернативи. Днес алуминиевата сплав с висока якост е една от използваните алтернативи, но фокусирането единствено върху намаляването на теглото на съществуващия кабелен сноп само временно решава този проблем.

Тежката реалност е, че голяма част от данните, прехвърлени от превозното средство, могат да бъдат транспортирани чрез обикновена високоскоростна усукана двойка. Функции като задни камери за паркиране често изискват специално окабеляване за правилна връзка от точка до точка с електронния контролен блок (ECU). Такива решения от точка до точка просто служат за осигуряване на желана характеристика на потреблението по начин, който отговаря на подходящо ниво на цената, вместо да предлагат технологично решение, което може да бъде разширено, за да поддържа широк спектър от нужди за пренос на данни. превозно средство.

ethernet

Това ли е Ethernet отговорът?

Ethernet като технология отдавна се счита за алтернатива. Неговата повсеместност е такава, че човек се пита защо Ethernet не е интегриран в автомобила, а не защо трябва да бъде интегриран. Това е добре разбрано, то е вградено в широк спектър от микроконтролери (MCU) и устройства на системата върху чипа (SoC) и има богат софтуер, наличен както за търговски, така и за отворен код. Освен това инженерната общност вече разполага с обширни познания по отношение на нейното прилагане и спазване на разпоредбите.

Тъй като в автомобила се генерират все повече данни в подкрепа на усъвършенствани системи за подпомагане на водача (ADAS) и автономно шофиране, Ethernet изглежда е очевидният избор за пренасяне на данни от радари, LiDAR и множеството камери, които такива системи изискват. Със сигурност изискването за честотна лента е изпълнено. За съжаление класическият Ethernet се проваля, когато става въпрос за поддръжка на приложения с критични за времето или нужди от сигурност, тъй като в мрежата няма механизми за чувствителни към времето мрежи, оформяне на трафика или синхронизация на времето. За да се изпълнят тези изисквания, е необходимо да се направят промени в долните слоеве на модела OSI.

Допълнителни проблеми възникват при проверка на окабеляване и сигнализация. Ethernet, както е внедрен в домове и търговски сгради, ако използвате CAT5e окабеляване, използвате два от четирите чифта кабели за еднопосочен пренос на данни в неекраниран кабел. Очевидно това няма да подобри теглото на проводника. Ако съществуващата технология просто се сведе до една неекранирана усукана двойка, полученото решение няма да отговаря на съществуващите изисквания за електромагнитни смущения (EMI).

Автомобилни Ethernet, AVB и TSN

За да направят Ethernet готов за автомобили, различни работни групи разработват стандарти, за да отговорят на нуждите на автомобилната индустрия. На физическо ниво е дефиниран физически интерфейс с пълен дуплекс от 100 Mbit/s, който може да работи по неекранирано окабеляване на усукани двойки. Наречен 100BASE-T1, което го отличава от 100BASE-T, той е описан в стандарта IEEE 802.3bw. Той използва PAM-3, 3-степенна сигнализация със скорост на предаване на данни 66,67 Ms символи/s и може да достигне дължини от 15 m или 40 m, ако е защитен. Интерфейс от 1000 Mbit/s, известен като 1000BASE-T1, е покрит от IEEE 802.3bp. Резултатът е две степени на скорост, които позволяват свръхвисока скорост на основата за данни между ключовите ECU и по-рентабилен, но все пак високоскоростен интерфейс за крайните възли (Фигура 1).

Фигура 1: Информационно-развлекателните решения могат да преминат от МОСТ, базирана на пръстен мрежа, към комутирана мрежа, базирана на Automotive Ethernet (Ethernet за автомобили).