Ethernet Automotive poate contribui la planul de pierdere în greutate a vehiculului.
Fără a face modificări substanțiale în arhitectura E/E a vehiculului, singura abordare rămasă pentru reducerea greutății este trecerea de la cablarea de cupru la alternative mai ușoare. Astăzi, aliajul de aluminiu de înaltă rezistență este una dintre alternativele utilizate, dar concentrându-se exclusiv pe reducerea greutății cablajului existent rezolvă temporar această problemă.
Realitatea dură este că o mare parte din datele transferate de vehicul ar putea fi transportate printr-o simplă conexiune cu pereche torsadată de mare viteză. Funcțiile precum camerele de parcare din spate necesită deseori cabluri dedicate pentru o conexiune punct-la-punct adecvată la unitatea de control electronic (ECU). Cu toate acestea, astfel de soluții punct-la-punct servesc pur și simplu pentru a permite o caracteristică de consum dorită, într-un mod care îndeplinește un nivel de preț adecvat, mai degrabă decât să ofere o soluție tehnologică care ar putea fi extinsă pentru a susține o gamă largă de nevoi de transport de date. vehicul.
EthernetEste Ethernet răspunsul?
Ethernet ca tehnologie a fost considerată o alternativă de mult timp. Omniprezenta sa este de așa natură încât ne întrebăm de ce Ethernet nu a fost integrat în vehicul, decât de ce ar trebui să fie integrat. Acest lucru a fost bine înțeles, este încorporat într-o gamă largă de microcontrolere (MCU) și dispozitive sistem pe cip (SoC) și există un software extins disponibil, atât comercial cât și open source. În plus, comunitatea de ingineri are deja cunoștințe extinse cu privire la implementarea și respectarea reglementărilor.
Pe măsură ce din ce în ce mai multe date sunt generate în vehicul pentru a sprijini sistemele avansate de asistență a șoferului (ADAS) și conducerea autonomă, Ethernet pare a fi alegerea evidentă pentru transportul datelor de la radar, LiDAR și multitudinea de camere pe care aceste sisteme le necesită. Cu siguranță, cerința lățimii de bandă este îndeplinită. Din păcate, Ethernet-ul clasic eșuează atunci când vine vorba de suportarea aplicațiilor cu necesități critice de timp sau de securitate, deoarece nu există mecanisme pentru rețea sensibilă la timp, configurarea traficului sau sincronizarea orei în rețea. Pentru a îndeplini aceste cerințe, este necesar să se facă modificări la straturile inferioare ale modelului OSI.
Probleme suplimentare apar atunci când verificați cablarea și semnalizarea. Ethernet, așa cum este implementat în case și clădiri comerciale, dacă utilizați cabluri CAT5e, utilizați două din cele patru perechi de cabluri pentru transfer unidirecțional de date într-un cablu neecranat. Evident, acest lucru nu va îmbunătăți greutatea cablajului. Dacă tehnologia existentă ar fi redusă pur și simplu la o singură pereche răsucită neecranată, soluția rezultată nu ar îndeplini cerințele existente privind interferența electromagnetică (EMI).
Automotive Ethernet, AVB și TSN
Pentru a pregăti mașina Ethernet, diferite grupuri de lucru au dezvoltat standarde pentru a satisface nevoile industriei auto. La nivel fizic, a fost definită o interfață fizică full-duplex de 100 Mbit/s, care poate funcționa prin cabluri cu perechi torsadate neecranate. Numit 100BASE-T1, care îl diferențiază de 100BASE-T, este descris în standardul IEEE 802.3bw. Folosește semnalizarea PAM-3, pe 3 niveluri, cu o rată de date de 66,67 Ms simboluri/s și poate atinge lungimi de 15 m sau 40 m dacă este protejată. O interfață de 1000 Mbit/s, cunoscută sub numele de 1000BASE-T1, este acoperită de IEEE 802.3bp. Rezultatul este două grade de viteză care permit o coloană vertebrală de date cu viteză foarte mare între ECU-uri cheie și o interfață mai rentabilă, dar totuși de mare viteză pentru nodurile finale (Figura 1).
Figura 1: Soluțiile de infotainment pot trece de la o rețea MOST, bazată pe inel, la o rețea comutată bazată pe Ethernet auto (Ethernet pentru automobile).