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汽車乙太網:連接汽車的十字路口

圖1、Tesla的車型中集成乙太網功能

術語“連接汽車(connected car)”寬鬆地描述了任何具有互聯網接入功能的車輛。 這意味著連接汽車(connected car)具有一個外部的網路連接,

並可能會提供一個其他附近設備可以加入的無線熱點。

但是在物聯網時代, 真正足夠考慮了汽車的“連接”功能嗎?我們現在期望我們所有的其他連接設備不僅僅是接入點。 我們希望我們所有其他連接的設備都可以通過連接進行操作。

圖2、特斯拉Model S

這是特斯拉如此引人注目的部分原因。 例如, 特斯拉Model S具有內部乙太網網路。

汽車乙太網的擴展

乙太網在2008年首次在消費者汽車中出現, 當時寶馬公司將其作為診斷介面, 用於對發動機控制模組上的校準軟體進行重新程式設計升級。 儘管採用傳統的CAN匯流排方式重新刷新這些模組之前需要花費10個小時才能完成, 但使用1 GbE的乙太網連接技術只需要20分鐘即可上傳相同的套裝軟體。 僅僅從節省時間這一點就值得將乙太網功能集成到汽車中, 從此以後, 乙太網已經侵入了其他汽車子系統中, 如車載備用攝像機和資訊娛樂系統。 例如, 特斯拉S車型配備了一個100 Mbps全雙工乙太網網路來連接中央控制台, 儀錶板和導航螢幕,

以及另一個其它的未知設備。

圖3、乙太網在汽車中應用非常成功

事實上, 乙太網在汽車應用方面非常成功, 已經將業界帶到了十字路口。 隨著IEEE 802.1時間敏感網路(TSN, Time-Sensitive Networking)任務組制定的確定性乙太網標準的出現, 該技術現在可以在汽車控制應用中實現,

而傳統汽車中CAN, LIN和FlexRay等匯流排方式一直占主導地位。 這一發展也與汽車視覺和主動安全應用中更高頻寬資料連結的需求相吻合, 而且與似乎每年都會整合更多的高性能感測器到汽車中的發展趨勢相契合。

今天, 像Molex(莫仕)這樣的供應商正在將數千兆乙太網解決方案推向汽車市場, 以解決這些應用場景的需求。 在CES2018展會上, 該公司展示了基於10Gbps乙太網閘道的全功能車載網路, 該閘道還支援CAN, LIN, FlexRay和其他通用的汽車匯流排。 可定制的閘道利用乙太網的MAC層和PHY(物理)層的Aquantia晶片, 而來自中介軟體供應商Excelfore的乙太網音訊視頻橋接(AVB)/ TSN協定棧則可以引導資料通過網路。

圖4、5G將為連接汽車的發展鋪平道路

除了更高的頻寬之外, 聯網汽車中的乙太網的一個關鍵優勢是支持TCP / IP。 由於汽車乙太網支援TCP / IP, 因此通過乙太網骨幹網的車載通信大致類似於車輛和雲之間的外部通信。 因此, 汽車製造商可以在連接的汽車基礎設施中使用通用的網路技術, 這樣既降低了設計的複雜性, 又能夠為部署在現場的車輛提供更加無縫的空口(OTA, over-the-air)軟體更新功能。在Molex(莫仕)演示中通過一種名為Diagnostics-over-IP(DoIP)的功能展示了這一功能,該功能能夠發現所有車輛的IP設備,並能建立每個設備的路由,並提供了一種重新刷新其軟體的方法。

車輛通訊的十字路口

如前所述,汽車行業正處於十字路口。在一個歷史悠久的技術生命週期市場中,汽車乙太網還處於起步階段。在原始設備製造商和一級器件供應商承諾從傳統匯流排方式向乙太網方式進行大規模遷移之前,乙太網必須在成本,可靠性,安全性和其他許多設計因素方面證明自己。

圖5、當前互聯汽車正處於十字路口

不過,連接車輛的未來已經被特斯拉等公司所設定,汽車乙太網似乎是最好的路徑。在國際消費電子展(CES)上,我們問了一位主要汽車製造商的聯網汽車的負責人,他們的新概念汽車是否擁有主幹乙太網,他停了幾秒鐘,然後說:“會的。”

(完)

over-the-air)軟體更新功能。在Molex(莫仕)演示中通過一種名為Diagnostics-over-IP(DoIP)的功能展示了這一功能,該功能能夠發現所有車輛的IP設備,並能建立每個設備的路由,並提供了一種重新刷新其軟體的方法。

車輛通訊的十字路口

如前所述,汽車行業正處於十字路口。在一個歷史悠久的技術生命週期市場中,汽車乙太網還處於起步階段。在原始設備製造商和一級器件供應商承諾從傳統匯流排方式向乙太網方式進行大規模遷移之前,乙太網必須在成本,可靠性,安全性和其他許多設計因素方面證明自己。

圖5、當前互聯汽車正處於十字路口

不過,連接車輛的未來已經被特斯拉等公司所設定,汽車乙太網似乎是最好的路徑。在國際消費電子展(CES)上,我們問了一位主要汽車製造商的聯網汽車的負責人,他們的新概念汽車是否擁有主幹乙太網,他停了幾秒鐘,然後說:“會的。”

(完)

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