#通訊 #汽車電子 #車用乙太網路AutomotiveEthernet #時序敏感網路TSN #自駕車 #電子控制單元ECU
【因應資料爆增,具低延遲的「車用乙太網」出線】
車用乙太網路 (Automotive Ethernet) 具備廣泛的連線功能,能提供進階控制功能和全動態影像所需的低延遲性及服務品質。此外,車用乙太網路能減輕設備重量、節省功率、提高效率、輕鬆更新,進而讓自動駕駛較以往更經濟實惠。汽車乙太網路可讓多個車用系統同時利用單一非屏蔽雙絞線 (UTP) 纜線存取高頻寬網路,成為汽車通訊骨幹,能支援大量資料處理作業以及不同的通訊類型。
每一個連接埠使用時間感知整形器等流量工程功能,可接收指定的頻寬,整個網路骨幹也能進行 IP 連線功能。產業界期透過開放技術聯盟 (OPEN Alliance SIG) 推動「非專有」的產業標準,以便將多種封閉型應用程式移轉到擴充型的開放式乙太網路系統。現行汽車乙太網路的最新規範是 100BASE-T1,是第一個能透過單一 UTP 纜線進行 100 Mbps 乙太網路傳輸的汽車基頻媒體。
此規範遵循 IEEE 802.3bw 標準,並採用實體層 (PHY) 規格,能以點對點全雙工模式進行 100 Mbps 傳輸作業。未來乙太網路骨幹的發展趨勢,可能是配備中央運算節點,搭配帶狀分佈的閘道並搭載交換器;意謂網路架構將經過最佳化處理,以減少配線、提高處理效能,是兼具安全性功能的標準化可擴充架構。要實現此發展目標,其中一大挑戰便是處理日漸提高的資料傳輸率。
一般而言,拓樸需從 1 Gbps 提升到 10 Gbps,才能繼續透過骨幹執行資料彙總。這不僅會對網路元件造成龐大負擔,對軟體架構也是一大負荷。目前在標準的 Linux 作業系統,收發器和接收器核心都已處於 100% 負載狀態。欲將資料傳輸率擴充至 10 Gb 所需規模,標準化 OS API 無法高效率執行高分封速率作業;為因應執行 10 Gb 傳輸所需的硬體加速,須採用資料路徑中心軟體架構和實作。
延伸閱讀:
《車用乙太網路解決自駕車的資料困境》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0510/38773.html
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#通訊 #汽車電子 #蜂巢通訊 #匯流排 #時間敏感網路TSN #OBDII診斷 #車用乙太網 #媒體導向系統傳輸MOST
【汽車通訊面面觀】
Wi-Fi 和 LTE 蜂巢通訊日益普及,為人們提供了和世界保持動態聯繫的最佳管道。乙太網和 MOST 技術的運行速度高達數百 Mbps,均適用於傳輸海量的資訊;另一種廣泛應用的汽車匯流排 CAN 的運行速度則低得多,一般低於 1 Mbps。而不久前剛剛問世的最新一代 CAN FD 技術的速度大約在 10Mbps 左右。當車輛處於停車狀態或在不同的網域之間進行通訊時,乙太網是連接 IT 基礎設施的最佳解決方案;MOST 技術則更適用於連續傳輸資料流程,如音訊或視頻連接。
在汽車網路技術方面,基於封包技術的 IP 通訊方式仍將是各個不同網域之間互聯的首選方式。部分用於這類通訊的更高級別協定也開始出現在各種汽車應用,而原來的專有解決方案正等待 IEEE 審核,期成為標準。單股雙絞線 100 Mbps 網路標準本質上是對博通公司 (Broadcom) BroadR-Reach 技術的一種重新包裝,其他半導體公司有了這一技術授權就可開發自己的 IC 產品。此標準現被稱作 100BASE-T1,類似家居和辦公場所常見乙太網應用所採納的 100BASE-TX 標準。
其中,T1 指的是單股雙絞線電纜,而 1 Gbps 技術現在被稱為 1000BASE-T1。諸如車身和引擎控制此類典型獨立系統之間的相互作用,將受益於標準化的通訊網路。MOST 技術還包含一個專用的乙太網封包通道。越來越多品牌的 OBD-II 連接器開始採納標準的乙太網實體層 (100BASE-TX),使車輛可以快速連接至汽車服務機構的 IT 基礎設施,無論是透過無線基礎設施還是有線乙太網連接,專門針對不穩定通訊鏈路的機制都會大大受益於汽車與外界通訊的方式。
許多汽車製造企業都考慮採用 100BASE-T1 作為車輛基礎技術標準以連接各個網域,以便資訊從一個網域傳輸到另個網域。如今,已有一款車型部署了基於乙太網的攝影機網路,另有幾款車型配備了採用乙太網的 OBDII 診斷連接器,診斷介面將會日益普及並應用到越來越多的車輛上,而其他的汽車應用也在推進中。AVB (現被稱為時間敏感網路,簡稱 TSN 標準,實為 AVB V2 版) 是用於專業音訊應用的一種標準,也可以用於諸如音訊和視頻流等非常注重時序的車載應用。
然而,由於汽車是一個封閉的環境,僅使用 IEEE1588 精確時間協定 (PTP) 來分發時脈應足夠,無需使用被統稱為 TSN 的所有額外標準機制。事實上,不同的汽車製造商也對到底需要應用 AVB 到什麼程度 (如果需要的話) 持有不同意見。另一種所謂 MOST (媒體導向系統傳輸,參見 www.mostcooperation.com) 的系統在市場上的應用也日趨廣泛,目前已有 200 多款車型裝備了超過 2 億個 MOST 元件,最適用於在車輛內部連續傳輸資訊流。它不像乙太網一樣指望主處理器檢查每一個資料封包並分配其有效負荷,而會自動將資訊發送到合適的介面,減輕了各個處理器的處理負荷。尤其當已知這樣的優先順序時,所有資料從一個確定的資料來源傳輸到一個或多個確定的接收端,MOST 技術的作用更為高效。
延伸閱讀:
《汽車資訊娛樂網路技術評估》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2018/0309/38290.html
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#車載通訊 #汽車電子 #自動駕駛 #乙太網Ethernet #控制器區域網路CAN #媒體導向系統傳輸MOST #電子控制單元ECU #時序敏感網路TSN #光達LiDAR #三元內容定址記憶體TCAM
【車用乙太網興起!】
寶馬 (BMW) 和福斯 (VW) 等汽車品牌廠發現:以小型乙太網 (Ethernet) 取代原有控制器區域網路 (CAN) 匯流排,可大大提高汽車維修服務的資料更新速度,傳輸時間從原本的幾小時縮短到現在的幾分鐘。越來越多可升級電子控制單元 (ECU) 的出現,讓現有車載網路技術顯現極大的局限性,而乙太網路本身又不斷擴展。
晶片開發業者已經提出了相應的解決方案,把最初針對辦公室等少干擾的電氣環境的乙太網路標準,打造為適合汽車更嚴格要求的可靠技術。過去車載電子設備的 CAN 和 MOST (Media Oriented Systems Transport,媒體導向系統傳輸) 一直是傳輸即時訊息的主要載體,但隨著乙太網發展為車內主要網路並承擔即時通訊和資料更新,CAN 和 MOST 的作用開始逐漸減弱。
數據傳輸能力成為車載乙太網現在和未來的重要考量因素。時序敏感網路 (TSN) 需用在虛擬頻道預留可用頻寬,以確保在可預測的時間內進行傳輸,而次要的訊息封包則可使用剩餘的頻寬,利用傳統乙太網進行量力傳送。前瞻性的半導體供應商,在針對汽車優化的乙太網交換機中,透過深度封包檢測 (DPI) 和三元內容定址記憶體 (TCAM) 等功能進一步增強即時性能。
延伸閱讀:
《汽車乙太網的遠期發展前景》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2018/0103/37740.html
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#邁威爾科技Marvell
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