车载以太网概述
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2019.4.23 杭州
传统车载网络
• 传统汽车网络架构主要由CAN总线组成,车内各个节点按照功能划分成动力
总成、车身控制、辅助驾驶等总线域;车窗、车灯、天窗等则通过LIN总线
接入CAN网络。(不同厂家架构上有一定差异)
传统车载网络
传统车载网络
• LIN 是一种低成本通用串行总线,在汽车领域主要用于车门、天窗、座椅控制等,最大传输
速度为 20 kb/s。
• FlexRay 是继 CAN 和 LIN 之后的新一代汽车控制总线技术,同样属于共享式总线技术,带
宽可达 10Mbps。FlexRay 的主要优势在于相比CAN 总线具有较高的带宽,可以满足汽车关
键应用的要求,但是同样作为共享式总线技术,其成本却很高,主要适用于中高端车中的
线控系统(如悬架控制、变速箱控制、制动器控制、转向控制等)。
• MOST主要支持的多媒体流数据传输,MOST150标准的最大带宽为150 Mb/s的,在车载多
媒体数据传输应用较多,MOST150支持基于IP的应用程序,由于单一供应商的问题,基础
开发成本较高。
• LVDS是一种电气数字信号系统,通过铜缆双绞线传输高速数据(最高可达 850 Mb/s,最长
传输距离10 m),是计算机总线的一部分。在汽车领域 LVDS 主要用于屏幕和摄像头之间
的数据传输。
CAN的优点
• CAN是总线式通讯,具有高实时性、传输距离远、抗电磁干扰能
力强、成本低等优点,能很好的适应传统车载ECU间的控制数据
传输需求,是现役车载网络应用最为广泛的通讯标准,最大传输
速度为 1 Mb/s。
• 可以说兴起于20世纪90年代的控制器局域网(CAN)革命,对于
整个汽车电子行业发展的推动是巨大的。
• 经过数十年的发展,今天的汽车行业CAN在车载网络领域占据着
绝对的优势,CAN已经形成了完善的标准体系,这意味着CAN有
着高度的兼容性、完善的开发工具链体系、更大的供应商选择余
地和更低的采购成本(这对于整车开发是及其及其及其重要的)。
车载以太网时代的新车辆网络架构
• 该车载网络以高速以太网作为骨干网络,将核心域控制器(动力总成、
车身、娱乐、ADAS)连接在一起。
• 各个域控制器在实现专用的控制功能的同时,还提供强大的网关功能。
• 这种基于域控制器的架构改变传统的车载网络中ECU到ECU的点到点通
信方式,如:
• ①在车身控制域内部,各部件通过CAN、LIN沟通实现数据共享(类似
于传统车载网络架构);
• ②在娱乐子网中,娱乐域控制器与其子部件的通信将通过以太网实现;
• ③当一个域需要与其他域交换信息时则经由网关、以太网路由实现。
车载以太网的物理层
• 目前的车载百兆以太网技术原来的名字叫OABR (Open Alliance BroadR-‐
Reach) ,Open Alliance是包括Broadcom公司在内的一些公司搞的一个联盟,
BroadR-‐Reach技术是Broadcom公司提出的百兆以太网技术,现在OABR 已
经由 IEEE 标准化,并命名为100BASE-‐T1。传统的百兆以太网的名字是
100BASE-‐TX,二者在物理层上差别很大。
• 二者最显著的区别就是,100BASE-‐T1在物理连接上使用了一对双绞线实现
全双工的信息传输,而100BASE-‐TX则使用了两对双绞线实现全双工,一对
用于收,另一对用于发。100BASE-‐T1利用所谓的回音消除技术(echo
cancellation)实现了在一对双绞线上的全双工通信。
• 回音消除技术的大概过程是这样的,作为发送方的节点将自己要发送的差分
电压加载到双绞线上,而作为接收者的节点则将双绞线上的总电压减去自己
发出去的电压,做减法得到的结果就是发送节点发送的电压。