汽車以太網絡應用POF骨干和攝像鏡頭鏈路
加入技術交流群
車內信息娛樂系統(tǒng)設備的快速增長以及先進駕駛輔助系統(tǒng)ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)的興起創(chuàng)造了汽車內部設備間更高效率的互連需求，通過優(yōu)于其他技術的優(yōu)勢，以太網是汽車網絡的理想選擇。
塑料光纖(POF, Plastic Optical Fiber)，汽車產業(yè)大家所熟知的傳送媒介，現(xiàn)在已經可以提供千兆位的傳輸能力，使得它成為未來汽車以太網絡以及如攝像鏡頭點對點鏈路應用需求的完美解決方案。
2 汽車以太網絡
汽車已經快速成為家庭的延伸，信息娛樂系統(tǒng)越來越成為新推出汽車中連接鄰近設備和其它車輛的基本設備，上網和汽車基礎設施也逐漸成為汽車配備的未來產業(yè)標準。
同樣地，駕駛輔助也是提供汽車安全視線無死角，避免交通意外傷亡的主要途徑，因為汽車和基礎設施在設計上可以達到這個目標而不會受到駕駛的錯誤或蓄意影響，ADAS將加入其他的被動和主動系統(tǒng)成為標準的汽車配備。
這些功能豐富的信息娛樂和駕駛輔助系統(tǒng)將大幅度提高通信帶寬的要求，并且增加汽車網絡的復雜度，由于更復雜的汽車網絡會影響可靠性和可維護性，信息娛樂系統(tǒng)和駕駛輔助系統(tǒng)的增加就創(chuàng)造了新網絡解決方案的需求，超越目前無法提供汽車間通信的點對點鏈路或環(huán)形拓撲結構。
2.1 以太網提供可擴展性和高靈活性
控制器局域網(CAN, Controller Area Network)總線是一個在過去30年雄霸車用電子架構的通信協(xié)議，目前已經無法滿足未來汽車架構的需求，另一方面，以太網則可以提供新一代車內網絡架構需要的可擴展性和靈活性。
對于大多數(shù)汽車OEM廠商，可擴展性是一項關鍵的功能，可以藉由平臺方式使用于多個汽車生產線，這個可擴展性通過使用可以允許每部汽車分別進行訂制的網絡技術加以支持。
高靈活性同樣也是允許汽車OEM廠商提供用戶多個車款訂制而不需更改網絡的關鍵功能，網絡配置將自動適配到車內配備的特定設備，汽車制造商不需特別為每個車型進行網絡配置。
2.2 上下通信層的以太網應用
以太網可以做為標準化IP診斷接口的下通信層，由ISO 13400互聯(lián)網協(xié)議診斷通信(DoIP, Diagnostic Communication over Internet Protocol)制訂，預料將由全球大多數(shù)汽車OEM廠商采用。這個基于和互聯(lián)網使用相同IP協(xié)議的接口可以簡化汽車內系統(tǒng)的診斷，作為下層技術，以太網可以平順地和IP介接，這也是為何它目前普遍應用于互聯(lián)網連接網絡的原因之一。
以太網同時也帶來和其它上層協(xié)議的無縫連接，舉例來說，它可以協(xié)助影音同步或及時信息的安全傳輸，而對于信息娛樂網絡非常重要的影音同步(AVB協(xié)議棧、IEEE 802.1 Qav、802.1 AS、1722)則可以確保汽車內不同屏幕和揚聲器間影音的同步。
同樣地，由精確時間協(xié)議棧(IEEE 1588v2和1722)成提供的及時信息非常重要，特別是對ADAS，可以確保信息可以到達目的地而沒有延遲，以滿足安全應用的要求。
2.3 分層架構的以太網骨干
所有主要汽車制造商都同意將汽車內分割成不同功能方塊的好處，在這個新的結構上，汽車將由數(shù)個不同領域的設備共同工作并分享信息，相關的例子如動力系統(tǒng)、車體控制、傳輸和安全系統(tǒng)等。
在每個領域中，使用的連接形式將基于所需執(zhí)行的功能以及各領域的需求，典型的跨領域網絡將基于FlexRay、MOST、以太網(第一代基于BroadR-Reach)、CAN或LIN等。
為了滿足分層架構帶來的新需求，將需要一個寬帶網絡進行所有領域間的可靠通信，目前以太網看來可能是最好的選擇，然而，千兆位速度的最佳物理層尚在討論之中，基于POF的光學物理層可以提供1Gbps的帶寬需求，滿足目前和新一代系統(tǒng)的要求，同時帶來更低成本和更輕重量的優(yōu)勢。
圖1為目前使用的集中式架構，在這個架構中，單一中央閘道器(CGW, Central GateWay)提供了CAN連線、LIN連線、FlexRay連線以及MOST連線。
在分布式骨干架構中，汽車次系統(tǒng)被區(qū)分為可以擁有單一網絡技術，如CAN或以太網的區(qū)域群組，也可混合使用各種技術。
圖1：集中式架構
圖2：具有可選冗余路徑的菊花鏈骨干
由于通過單一骨干連接所有領域，它的規(guī)模必須依照領域間數(shù)據(jù)移動量的大小自動調適，對于未來的預估顯示，ADAS和信息娛樂系統(tǒng)加上汽車內原有的每個領域，將需要1Gbps速度的骨干。
評論