專家解讀車載以太網(wǎng)及AVB技術(shù) 以太網(wǎng)迎新增長(zhǎng)

討論車載以太網(wǎng)之前我們先來看看以太網(wǎng)的發(fā)展過程及現(xiàn)狀，1963年“The Intergalactic Computer Network”的概念被認(rèn)為是現(xiàn)代Internet的起源;1969年“The Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) ”是第一個(gè)執(zhí)行TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)，也是“global Internet”的起源;經(jīng)過50多年的發(fā)展，以太網(wǎng)技術(shù)經(jīng)歷了多次技術(shù)突破與革新，傳輸介質(zhì)涵蓋了光纖、雙絞線、無線等，帶寬已經(jīng)達(dá)到10Gbit/s;盡管以太網(wǎng)取得了巨大的進(jìn)步，但以太網(wǎng)與生俱來的“simpler, faster, and cheaper”的特點(diǎn)始終伴隨著以太網(wǎng)的進(jìn)步，如今以太網(wǎng)已經(jīng)完全融入了人們的所有生活;

時(shí)間來到2010年，以太網(wǎng)與生俱來的特點(diǎn)以及給人們生活帶來的巨大變化引起了汽車及汽車電子行業(yè)的注意， “The OPEN Alliance (One-Pair Ether-Net) Special Interest Group (SIG)”應(yīng)運(yùn)而生專門從事以太網(wǎng)在車輛應(yīng)用的研究;2015年左右隨NXP、Broadcom等芯片制造商完成車載以太網(wǎng)物理層芯片的研發(fā)和量產(chǎn)，以太網(wǎng)“上車”的愿望得以落實(shí)，車載以太網(wǎng)依舊繼承了“simpler, faster, and cheaper”的特點(diǎn)，并且將其與車輛的要求進(jìn)行了進(jìn)一步結(jié)合。在原有商用或工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議基礎(chǔ)上針對(duì)車用功能特點(diǎn)進(jìn)行協(xié)議開發(fā)，使用低成本UTP(Unshielded Twisted Pair一對(duì)非屏蔽雙絞線)作為物理層介質(zhì)，100Mb/s的傳輸帶寬比原有車載網(wǎng)絡(luò)CAN總線理論帶寬高出100倍，未來將使用1000Mb/s帶寬，這些都是“simpler, faster, and cheaper”的延續(xù)。

2013年國(guó)內(nèi)車載以太網(wǎng)對(duì)于汽車電子行業(yè)及整車廠而言都是個(gè)新鮮事物，絕大多數(shù)從業(yè)者對(duì)車載以太網(wǎng)應(yīng)用都處在觀望當(dāng)中，長(zhǎng)春精鈺電子股份有限公司針對(duì)車載以太網(wǎng)在國(guó)內(nèi)整車的應(yīng)用進(jìn)行研究，并初步確立了基于AVB協(xié)議實(shí)現(xiàn)車內(nèi)高清影音娛樂系統(tǒng);

而作為車載以太網(wǎng)重要組織——AVnu組織也認(rèn)證了2014年10月基于英偉達(dá)K1處理器以商用100base-TX(普通以太網(wǎng)網(wǎng)線)介質(zhì)完成了由4只高清(分辨率1920*1080)顯示器組成的基于AVB協(xié)議的系統(tǒng)，對(duì)AVB協(xié)議、高清傳輸，多屏互動(dòng)進(jìn)行技術(shù)可行性驗(yàn)證。目前市面上比較成熟的解決方案是基于UTP(100base-T1)介質(zhì)的Demo樣車搭建，這樣可以驗(yàn)證車載以太網(wǎng)物理層的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

隨車載以太網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，花樣繁多的應(yīng)用隨之而來。車載以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式相對(duì)簡(jiǎn)單，星型拓?fù)浜途€性拓?fù)涞姆绞蕉寄軌蛲瓿山M網(wǎng)。星型拓?fù)湟?ldquo;switch”為中心，節(jié)點(diǎn)之間的可用通訊帶寬更高，延時(shí)和抖動(dòng)更小，減少節(jié)點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致 “Switch”口的浪費(fèi)，增加節(jié)點(diǎn)需要不同的“switch”硬件支持;線性拓?fù)溆晒?jié)點(diǎn)之間“手拉手”的方式組成，可以方便的增加和減少節(jié)點(diǎn)，但可用帶寬減小、延遲和抖動(dòng)增加;

現(xiàn)有車型網(wǎng)絡(luò)都是以網(wǎng)關(guān)控制器為網(wǎng)絡(luò)核心的架構(gòu)，如果沿用這樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)車載以太網(wǎng)應(yīng)用后車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)會(huì)有什么樣的變化?

優(yōu)勢(shì)，增加了分布功能之間的通訊帶寬。增加了擴(kuò)充網(wǎng)段的可能;劣勢(shì)，分布式功能通過不同ECU實(shí)現(xiàn)，增加了復(fù)雜程度?？蓴U(kuò)展性導(dǎo)致ECU在網(wǎng)絡(luò)部分的接插件數(shù)量增加;

域控制架構(gòu)會(huì)有什么樣的影響?

優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性好;從功能出發(fā)，完整的功能域可由單一供應(yīng)商實(shí)現(xiàn);劣勢(shì)，跨域的功能更加復(fù)雜;域控制成本造成整車成本增加;

保持原有網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)關(guān)控制器不變，在局部增加以太網(wǎng)系統(tǒng)，如：針對(duì)信息娛樂系統(tǒng)將“Switch”功能與車機(jī)融合，在原有車機(jī)主要功能的基礎(chǔ)上擴(kuò)展“Switch”功能，可擴(kuò)展以太網(wǎng)后頭枕顯示、數(shù)字功放;原儀表“Switch”中可擴(kuò)展環(huán)視、夜視、數(shù)字天線。提升車輛智能化程度，減少原車線束，優(yōu)化功能分配，使以太網(wǎng)在國(guó)內(nèi)上車成為一種可能;