什么是車載以太網(wǎng)

車載以太網(wǎng)是一種用以太網(wǎng)連接車內(nèi)電子單元的新型局域網(wǎng)技術(shù)，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)使用4對(duì)非屏蔽雙絞線電纜不同，車載以太網(wǎng)在單對(duì)非屏蔽雙絞線上可實(shí)現(xiàn)100Mbit/s，甚至1Gbit/s的傳輸速率，同時(shí)還滿足汽車行業(yè)對(duì)高可靠性、低電磁輻射、低功耗、帶寬分配、低延遲以及同步實(shí)時(shí)性等方面的要求。車載以太網(wǎng)的物理層采用了博通公司的BroadRReach 技術(shù)，BroadR-Reach 的物理層（PHY）技術(shù)已經(jīng)由單線對(duì)以太網(wǎng)聯(lián)盟（One- pair Ethernet Alliance，OPEN）標(biāo)準(zhǔn)化，因此有時(shí)也稱車載以太網(wǎng)為Broad RReach（BRR）或OABR（Open Alliance BroadR-Reach）。車載以太網(wǎng)的MAC 層采用IEEE 802.3 的接口標(biāo)準(zhǔn)，無需做任何適配即可無縫支持廣泛使用的高層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如TCP/IP）。

車載以太網(wǎng)協(xié)議架構(gòu)

車載以太網(wǎng)及其支持的上層協(xié)議架構(gòu)如圖1所示，車載以太網(wǎng)主要涉及OSI的1、2層技術(shù)，同時(shí)車載以太網(wǎng)同時(shí)支持AVB、TCP/IP、DOIP、SOME/IP等多種協(xié)議或應(yīng)用形式。

圖1 車載以太網(wǎng)框架

其中，AVB 是對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)功能的擴(kuò)展，通過增加精確時(shí)鐘同步、帶寬預(yù)留等協(xié)議增強(qiáng)傳統(tǒng)以太網(wǎng)音視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，是極具發(fā)展?jié)摿Φ木W(wǎng)絡(luò)音視頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)；SOME／IP（Scalable Service－Oriented MiddlewarE on IP）則規(guī)定了車載攝像頭應(yīng)用的視頻通信接口要求，可應(yīng)用于車載攝像頭領(lǐng)域，并通過API實(shí)現(xiàn)駕駛輔助攝像頭的模式控制。

作為AVB協(xié)議的擴(kuò)展，車載時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN， Time－Sensitive Networking）則引入時(shí)間觸發(fā)式以太網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，能高效的實(shí)現(xiàn)汽車控制類信息的傳輸。此外，1Gbit 速率通信標(biāo)準(zhǔn)的車載以太網(wǎng)同時(shí)還支持 POE（Power Over Ethernet）功能和高效節(jié)能以太網(wǎng)（EEE， Energy－Efficient Ethernet）功能，POE 功能可在雙絞線傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)為連接的終端設(shè)備供電，省去了終端外接電源線，降低了供電的復(fù)雜度。

車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化

車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方面，IEEE802.3和IEEE802.1工作組，AUTOSAR、OPEN聯(lián)盟以及AVnu聯(lián)盟起到了主要了推動(dòng)作用。

IEEE

其中IEEE802.3制定的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)代表了業(yè)界主流的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，車載以太網(wǎng)技術(shù)是在IEEE802.3基礎(chǔ)上開始研制的，因此IEEE是目前最為重要的車載以太網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)。為了滿足車內(nèi)的要求，涉及到IEEE802和802.1兩個(gè)工作組內(nèi)的多個(gè)新規(guī)范的制定和原有規(guī)范的修訂，包括PHY規(guī)范，AVB規(guī)范，單線對(duì)數(shù)據(jù)線供電等。另外AVB中有關(guān)AV的傳輸、定時(shí)同步等規(guī)范還需要IEEE的其他技術(shù)委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)化，如IEEE1722、IEEE1588。

OPEN聯(lián)盟

OPEN聯(lián)盟于2011年11月由博通（Broadcom）、恩智浦（NXP）以及寶馬（BMW）公司發(fā)起成立的開放產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在推動(dòng)將基于以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。其主要標(biāo)準(zhǔn)化目標(biāo)是制定 100Mbit/s BroadR-R 的物理層標(biāo)準(zhǔn)、制定OPEN的互通性要求。

AUTOSAR

AUTOSAR 是由汽車制造商、供應(yīng)商以及工具開發(fā)商發(fā)起的聯(lián)盟，旨在制定一個(gè)開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的車用軟件架構(gòu)，目前AUTOSAR 規(guī)范已經(jīng)包含車用 TCP/UDP/IP協(xié)議棧。

AVnu

AVnu 聯(lián)盟是由博通聯(lián)合思科、哈曼和英特爾成立，致力于推廣IEEE 802.1的AVB標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)（TSN）標(biāo)準(zhǔn)，建立認(rèn)證體系，并解決諸如精確定時(shí)、實(shí)時(shí)同步、帶寬預(yù)留以及流量整形等重要的技術(shù)和性能問題。

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