工业以太网技术为何沉默多年突然在汽车领域发声你如何解读汽车中工业以太网传输通道的觉醒
导语:以太网作为通信技术的重要组成部分,其应用场景也非常广泛。
一、为什么汽车行业才开始采用以太网
汽车以太网是一种物理网络,它通过有线连接来实现车内各个组件之间的通信。这种网络能够满足市场对电磁干扰和射频干扰(EMI/RFI)的需求,包括对网络发射的要求以及对射频干扰(RFI)的需求。为了完全满足汽车行业的特殊要求,IEEE 802.3和802.1工作小组正在不断推出新的规范和修订旧有的规范直到有一些专门为此目的设计的IEEE规范得以实施。
BroadReach是由Broadreach公司提供的一个开放式以太网解决方案供应商,该解决方案使用来自1G以太网技术,使得100Mbps传输可以通过单个双向传输设备进行,并且使用更先进的编码将基频降低到66MHz,从而使得以太网能够符合汽车EMI/RFI规范。此外,AVnu在IEEE 802.1标准化过程中提出了音视频桥接标准。
尽管以太网已经存在了二十多年,但它以前不能用于汽车主要因为以下几个原因:首先,以太网无法满足汽车市场对于OEM/RFI要求;其次,以太网由于100Mbps及以上速度带来的射频噪音问题,以及容易受到车内其他设备产生的“外来”噪音影响;再者,以太net不具备保证延迟降至微秒级别范围所必需的一些特性,这对于需要快速响应时间的大型传感器或控制装置来说是一个严峻挑战;最后,以太net没有有效的手段来控制不同流之间的带宽分配,也无法同步设备间时间并让多个设备同时采样数据。
二、理解汽车中工业以 太 网传输通道
随着时代发展,现有的CAN(FD)、LIN、FlexRay等成熟协议以及基于LVDS/USB技术链路传输类型都逐渐难以为当前大规模应用提供必要支持。例如,CAN(FD)和LIN虽然具有高稳定性和快速响应能力,但它们最高速率远低于现代应用所需。而FlexRay虽然拥有较好的完成度,却因缺乏相关组织推动力而未能得到广泛应用。
光纤作为一种优秀的信息传递手段,也被一些厂商视为潜在选项。但在光纤之前,没有一个适合的情况下支持高速数据传输,因此日本塑料光纤技术逐渐成熟后,最终诞生了MOST协议。这一协议初期用于视频数据传输,但最终因为兼容性差而未能扩展开来。
到了2012年时,即使是150Mbit/s也无法满足高清视频、图像数据以及伴随ADAS的大量高清摄像头应用所需更高速率。在没有压缩的情况下,一台720P高清摄像头就需要约1.6Gbps高速率。而LVDS链路抗EMI优势与高速支持,使其成为近年类似应用中的热门选择。同样地,USB也是广泛用于车载网络上的一个选择,但是无论是LVDS还是USB,都增加了整车布线复杂性,并且需要特殊线缆种类,对整体成本造成了一定的负担。
基于上述情况,由于这些考虑,加之宝马工程师们早年的决定与坚持,现在我们看到了自动驾驶时代背景下的“智能交互”,这一新兴领域正引领着现代交通工具从过去机械化向智能化转变,而这正是在宝马工程师们决心采纳并坚持开发这项创新产品时确立了基础。因此,我们可以说,在这个过程中,不仅仅是某种偶然事件促成了今天的事实,更是一系列理性的决策与前瞻性的规划共同作用下形成的一个历史阶段。在未来,无论如何变化,我们都将看到更多关于“智慧连接”的故事,为人们创造更加便捷、高效的人机交互体验。这就是为什么现在才开始看到这样一种革命性的改变,那就是利用工业以 太 网技术,将各种各样的系统融入一起,让他们相互协作工作,从而提高整个系统性能,并减少成本,同时还能提升用户体验,这就是我们现在说的“智慧城市”、“智能交通”等概念,是未来社会不可或缺的一部分。