車載以太網(wǎng)是連接車內(nèi)不同汽車電子設(shè)備的一種新型局域網(wǎng)技術(shù)。隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的演進(jìn)，處理器的運(yùn)算能力和硬件高速發(fā)展，越來越復(fù)雜多樣的電子系統(tǒng)進(jìn)入車內(nèi)，車內(nèi)ECU數(shù)量、數(shù)據(jù)交互量呈幾何級(jí)增加，這對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了更高的要求。車內(nèi)通信在滿足攝像頭、傳感器、影音視頻的傳輸?shù)耐瑫r(shí)，要求在大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，控制指令依然可以及時(shí)、準(zhǔn)確地到達(dá)執(zhí)行方。
汽車要通過汽車總線來傳遞來自攝像頭、傳感器等不同ECU（電子控制單元）之間的信息交互，其作用相當(dāng)于人體的神經(jīng)系統(tǒng)。
因此，如果把傳統(tǒng)的CAN\LIN總線比作古代官道、馬車，在生產(chǎn)力發(fā)展不充分的時(shí)代，可以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，那么車載以太網(wǎng)(Ethernet)就像高鐵、高速公路，在生產(chǎn)力獲得極大解放的現(xiàn)代，將逐漸成為汽車“新四化”下車載網(wǎng)絡(luò)的必需品。
一、以太網(wǎng)有哪些優(yōu)勢(shì)
總線系統(tǒng)也稱為車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，與整車的E/E架構(gòu)強(qiáng)相關(guān)。在選取總線類型的時(shí)候，主要有以下幾點(diǎn)考慮因素：
1、滿足系統(tǒng)功能行駛所需的帶寬、實(shí)時(shí)性、可靠性
2、容易布置，以減低線束重量與成本
3、容易擴(kuò)展，以方便車型改款
4、收發(fā)器及協(xié)議棧成本較低
幾種典型高速總線的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
綜合以上因素，當(dāng)前主機(jī)廠較廣泛的用法是高低速的不同總線類型搭配，例如CANFD（2/5/8Mbps成本低，實(shí)時(shí)性高）、以太網(wǎng)（100/1000Mbps，實(shí)時(shí)性無(wú)法保證）等同時(shí)使用。
二、為什么以太網(wǎng)越來越重要
一方面，總線技術(shù)作為一種底層技術(shù)，主要為上層的電子電氣架構(gòu)服務(wù)，其發(fā)展取決于電子電氣架構(gòu)的發(fā)展。
全球最大汽車零部件制造商博世認(rèn)為，電子電氣架構(gòu)將依次經(jīng)歷傳統(tǒng)的分布式、域控制器、中央處理器三個(gè)階段的逐漸發(fā)展。從各個(gè)模塊相互獨(dú)立，到功能集成，再到域控制器，再到中央控制器，最終到達(dá)云計(jì)算。
而現(xiàn)階段，電子電氣架構(gòu)主流是整車融合的域控制器，同時(shí)基于計(jì)算能力劃分區(qū)域計(jì)算平臺(tái)的提出，也為電子電氣架構(gòu)提供了新的方案。
另一方面，汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的提出，要求智能駕駛內(nèi)部的傳感器數(shù)據(jù)更快地送到域控制器，車內(nèi)域控制器也提出了與云平臺(tái)直接交互的需求。
電子電氣架構(gòu)衍進(jìn)的新要求，以及智能網(wǎng)聯(lián)汽車對(duì)數(shù)據(jù)傳輸提出的新挑戰(zhàn)，都決定了傳統(tǒng)的總線技術(shù)（以CAN/LIN為代表）無(wú)法滿足某些特定域的信息傳輸及主干網(wǎng)大規(guī)模的信息交互。
因此，隨著域控制器、區(qū)域計(jì)算平臺(tái)的落地，主流OEM均在主干網(wǎng)、ADAS等網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用以太網(wǎng)。
三、以太網(wǎng)的主要問題或風(fēng)險(xiǎn)是什么
由于車內(nèi)通信需要連接不同的通訊模塊，如何保證各模塊間能夠遵循一致的協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)正常通信，成為產(chǎn)品開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)之一。
通俗來說，不同的通訊模塊的開發(fā)由不同廠商完成，為了保證彼此間能夠?qū)崿F(xiàn)正常通信，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織開發(fā)了七層協(xié)議模型，只有彼此都按協(xié)議來開發(fā)才能保證正常通信。就好比不同國(guó)家的人，語(yǔ)言不互通，因此規(guī)定使用一種通用的語(yǔ)言，保證彼此的交流。
但由于每個(gè)開發(fā)者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的理解不同，而實(shí)現(xiàn)過程又可能出現(xiàn)各種問題，因此，絕對(duì)忠實(shí)于協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)幾乎不存在。同時(shí)，由于當(dāng)今技術(shù)和產(chǎn)品更新迭代非常快，產(chǎn)生了大量新的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，給通信一致性帶來了更大的挑戰(zhàn)。
以太網(wǎng)也不例外，車載以太網(wǎng)在解決了“物理層”的EMC問題后，主要的問題來到了“協(xié)議層”。以太網(wǎng)協(xié)議貫穿OSI的一層到七層，協(xié)議較傳統(tǒng)的CAN/LIN復(fù)雜很多，一致性的要求尤為重要。
當(dāng)前七層在車載中的應(yīng)用情況：
四、如何驗(yàn)證以太網(wǎng)能否應(yīng)對(duì)上述問題
針對(duì)不同的控制器各層配置、機(jī)制不同，導(dǎo)致無(wú)法通訊的問題，需要通過通信一致性測(cè)試形成閉環(huán)機(jī)制，使得不同控制器可以按照統(tǒng)一的規(guī)則進(jìn)行信息交互。當(dāng)前一層到七層的測(cè)試主要使用OPEN ALLIANCE的TC8測(cè)試規(guī)范實(shí)現(xiàn)。
針對(duì)診斷、刷寫與診斷儀之間的匹配性，需要通過診斷、刷寫的一致性測(cè)試保證功能可靠實(shí)現(xiàn)。
針對(duì)不同控制器在協(xié)調(diào)休眠的過程中出現(xiàn)的問題，需要通過網(wǎng)絡(luò)管理的一致性測(cè)試。
針對(duì)網(wǎng)關(guān)類控制器，需要將信息從一個(gè)網(wǎng)段轉(zhuǎn)移到另一個(gè)網(wǎng)段的，需要通過路由的一致性測(cè)試。
五、以太網(wǎng)的測(cè)試依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范
ECU單元級(jí)測(cè)試，針對(duì)基礎(chǔ)通信，OPEN Alliance 發(fā)布了TC8測(cè)試規(guī)范，AUTOSAR發(fā)布了針對(duì)TCP/IP的測(cè)試規(guī)范；針對(duì)AVB技術(shù)，Avnu Alliance發(fā)布了Test Plan；針對(duì)DoIP，ISO發(fā)布了測(cè)試規(guī)范草稿，但未形成正式標(biāo)準(zhǔn)。
為幫助客戶應(yīng)對(duì)電子電氣架構(gòu)新的發(fā)展階段下的各種車載通信挑戰(zhàn)，廣電計(jì)量建立了專門的車載總線實(shí)驗(yàn)室，可提供針對(duì)CAN/LIN/Ethernet的測(cè)試，覆蓋診斷、刷寫、通信、路由、性能、網(wǎng)絡(luò)管理六大類，滿足零部件級(jí)別、臺(tái)架級(jí)別以及實(shí)車級(jí)測(cè)試需求。在車載網(wǎng)絡(luò)迅速迭代的背景下，為整車總線開發(fā)提供全壽命周期測(cè)試，幫助企業(yè)以更高的效率、更低的成本、更充足的信心完成產(chǎn)品開發(fā)。
服務(wù)優(yōu)勢(shì)：
1、測(cè)試能力全
可提供覆蓋通信、診斷、路由、刷寫、網(wǎng)絡(luò)管理等底層的大部分模塊測(cè)試。
2、適配性開發(fā)
可根據(jù)不同主機(jī)廠的測(cè)試用例需求，針對(duì)性地設(shè)計(jì)測(cè)試用例腳本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
3、服務(wù)方式靈活
具備靈活的服務(wù)方式，滿足企業(yè)在不同發(fā)展階段的總線測(cè)試需求，并可為客戶提供培訓(xùn)、咨詢與工程服務(wù)。
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