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車載以太網(wǎng)是連接車內(nèi)不同汽車電子設(shè)備的一種新型局域網(wǎng)技術(shù)。不同于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的點在于，傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用4對非屏蔽雙絞線電纜，而車載以太網(wǎng)在單對非屏蔽雙絞線上即可實現(xiàn)百兆、千兆(G/s)甚至萬兆(10G/s)級的傳輸速率。
有趣的是，新的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——寶馬X5中的汽車以太網(wǎng)——于2013年問世，這比以太網(wǎng)初發(fā)明的時間晚了40多年。人們可能會想到一個明顯的問題:為什么經(jīng)過這么多年后，以太網(wǎng)現(xiàn)在對汽車聯(lián)網(wǎng)如此具有吸引力?
隨著高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、混合動力汽車和電動汽車以及主動安全系統(tǒng)甚至是自動駕駛等新技術(shù)的出現(xiàn)，CAN的網(wǎng)絡(luò)帶寬及傳輸速度不能滿足于汽車內(nèi)部的龐大數(shù)據(jù)量的傳輸。近年來，車載網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)容量需求飛速增長，這一趨勢沒有放緩的跡象，是的以太網(wǎng)比CAN或FlexRay等傳統(tǒng)汽車網(wǎng)絡(luò)更適合新的技術(shù)。
車載以太網(wǎng)的優(yōu)勢
由于以太網(wǎng)幾十年來一直是局域網(wǎng)(LANs)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它在各種通信方式的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。隨著時間的推移，已經(jīng)開發(fā)、實現(xiàn)和驗證了大量傳輸方法和協(xié)議，以提供在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上運行的豐富功能。
TCP/IP是實現(xiàn)Internet連接和應(yīng)用程序的協(xié)議套件，從一開始就在以太網(wǎng)上使用，帶來了諸如電子郵件、萬維網(wǎng)訪問、文件傳輸、即時消息傳遞等基本功能。音頻-視頻橋接(AVB)是另一套通信標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計用于在以太網(wǎng)上運行，將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為適合于高質(zhì)量信息娛樂系統(tǒng)的音頻和視頻流的實時系統(tǒng)。除了TCP/IP、AVB和其他通信套件提供給以太網(wǎng)的成千上萬個應(yīng)用程序之外，還有許多協(xié)議實現(xiàn)了支持功能，如地址解析、網(wǎng)絡(luò)跟蹤、時鐘同步等。所有這些都是在IEEE和Internet Engineering Task Force (IETF)等組織定義的標(biāo)準(zhǔn)中定義的。
所有這些協(xié)議、套件、應(yīng)用程序和實用程序都被設(shè)計為在任何類型的以太網(wǎng)上運行，而不管它的底層實現(xiàn)如何。因此，立即將以太網(wǎng)應(yīng)用到汽車上意味著這些能力也可以應(yīng)用到汽車上。反過來，這使汽車應(yīng)用程序的開發(fā)人員能夠訪問大量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、廣泛實現(xiàn)和徹底“經(jīng)過實戰(zhàn)測試”的功能和能力。
此外，以太網(wǎng)不僅為汽車公司提供了無數(shù)的協(xié)議和應(yīng)用選項，還使它們獲得了更大的人力資本池，使傳統(tǒng)技術(shù)和汽車技術(shù)公司之間實現(xiàn)了以前不可能實現(xiàn)的協(xié)同增效。車輛中的電子控制單元(ecu)之間的通信將不再基于該行業(yè)獨有的技術(shù);他們將使用幾乎所有其他行業(yè)的相同技術(shù)。這反過來又會使行業(yè)間的合作變得更容易，為先進的功能和用途開辟了可能，這些功能和用途到目前為止還只是推測，而其他的還有待于設(shè)想。我們將很快擁有先進的音頻和視頻流媒體功能的汽車，傳統(tǒng)上只有在家庭或?qū)I(yè)系統(tǒng)中才能找到;汽車與收費亭交談;智能充電系統(tǒng);以及自動駕駛汽車領(lǐng)域的進一步發(fā)展。汽車和非汽車行業(yè)的整合趨勢是由博通(Broadcom)這樣的公司主導(dǎo)的。博通是一家總部位于加州的半導(dǎo)體公司，傳統(tǒng)上它的大部分收入來自汽車行業(yè)以外，但現(xiàn)在它正在成為這個市場的一個重要參與者。
車載以太網(wǎng)的未來趨勢
在過去的20年里，汽車行業(yè)的電子工程師們所面臨的挑戰(zhàn)之一就是CAN技術(shù)(占主導(dǎo)地位的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù))所提供的帶寬不足。博世在1980年開發(fā)出的CAN，它的標(biāo)稱速度1 Mb/s，超過了當(dāng)時汽車網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枰?。然而，汽車工業(yè)也不能幸免于摩爾定律的影響，摩爾定律指出晶體管的密度——因此微處理器的計算能力每兩年翻一番。隨著ecu處理能力的提高，連接這些ecu的網(wǎng)絡(luò)需要的帶寬也相應(yīng)增加。在過去的二十年里，汽車中的ecu已經(jīng)變得比他們的早期前輩更強大，而CAN一直保持在其固定的極限1Mb/s。時代在變化，技術(shù)在發(fā)展。我們可以預(yù)見到，未來汽車中CAN的地位一定會被高速傳輸速度的車載以太網(wǎng)取代。
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