12. diel - Automotive Ethernet vo vozidle

Vzhľadom na to, že všetky technológie Automotive Ethernet využívajú jeden kruhový párový kábel (T1) a topológiu siete point-to-point, líšia sa predovšetkým rýchlosťou dát a metódami kódovania.

Rýchlosť prenosu dát z veľkej časti určuje aplikácie, pre ktoré možno použiť konkrétny štandard Automotive Ethernet.

Ak vezmeme do úvahy prípad automatického asistenčného systému vodiča (ADAS), uvidíme, kde by každá verzia Automotive Ethernet mohla byť najlepšie použitá na nahradenie existujúcich automobilových protokolov.

Obrázok 1: Blokový diagram typického systému ADAS znázorňujúci použité siete vo vozidle.

10Base-T1S

10Base-T1S je 10MB / s Automotive Ethernet opísaný v norme IEEE 802. Je určený na aplikácie s krátkym dosahom 10 až 25 metrov.

Pomocou diferenciálneho kódovania Manchester (DME) musia všetky fyzické vrstvy používajúce 10Base-T1S podporovať topológiu point-to-point až do dosahu 15 metrov s plným duplexným prevádzkou.

Multidrop je voliteľná topológia pre 10Base-T1S, kde možno podporovať osem alebo viac uzlov na maximálnej dĺžke zbernice 25 metrov.

10Base-T1S sa najlepšie používa pre dátovú komunikáciu s nižšou rýchlosťou medzi ecu napájacou zbernicou, senzormi, ecu karosériou a zvukovými meničmi, ako sú reproduktory a mikrofóny (obrázok 2). Tu by nahradil tradičné siete vozidiel, ako sú CAN, LIN alebo FlexRay, by odstránil potrebu spravovať viac technológií a zjednodušil dizajn.

Obrázok 2: 10Base-T1S sa najlepšie hodí pre komunikáciu s nižšou šírkou pásma zo snímačov a ECU.​

100Base-T1

100Base-T1 je Ethernetový štandard 100 Mb / s opísaný v IEEE 802.3. Broadcom ju pôvodne špecifikovať ako BroadR-Reach. 100Base-T1 používa kódovanie PAM3, plne duplexnú komunikáciu a topológiu point-to-point.

100Base-T1 používa sa v aplikáciách, kde sa vyžadujú mierne vysoké prenosové rýchlosti (obrázok 3), ako sú infotainment systémy, kde nahrádza koncové technológie, ako sú MOST a LVDS, ktoré používajú ťažšie a drahšie káble. Môže sa použiť aj v pasívnych operáciách ADAS, ako sú výstrahy pred prekročením jazdného pruhu a záložné kamery.

Obrázok 3: 100Base-T1 sa používa pre aplikácie vyžadujúce stredné prenosové rýchlosti, ako sú infotainment a pasívne systémy ADAS.

1000Base-T1​

1000Base-T1 Je 1 Gb / s Automotive Ethernet opísaný v IEEE 802.3bp. Rovnako ako 100Base-T1 používa kódovanie PAM3, plne duplexnú komunikáciu a topológiu point-to-point.Vyššia prenosová rýchlosť 1000Base-T1 je vhodná pre aktívny ADAS, systémy, ako je asistent vyháňania z jazdného pruhu alebo automatické núdzové brzdenie (obrázok 4). V týchto aplikáciách sú systémy pripojené k pohonným jednotkám a môžu prevziať kontrolu nad vozidlom. Môže sa tiež použiť ako komunikačný základ, virtuálna "diaľnica" na prenos údajov vo vozidle.

  Obrázok 4: 1000Base-T1 sa používa v aplikáciách, kde je potrebná vysoká prenosová rýchlosť, ako je aktívny ADAS alebo ako chrbtica komunikácie.

MultiGBase-T1​

MultiGBase-T1 poskytuje najvyššiu šírku pásma variantov Automotive Ethernet (zatiaľ) pre podporu vysokorýchlostných aplikácií. Je definovaný v IEEE 802.3 pre tri dátové rýchlosti: 2.5 GBase-T1 pri 2.5 Gb / s, 5GBase-T1 pri 5Gb / s a10GBase-T1 pri 10Gb / s MultiGBase-T1 využíva kódovanie PAM4, plne duplexnú komunikáciu a topológiu point-to-point.

MultiGBase-T1 umožňuje vysokú rýchlosť prenosu dát potrebnú pre systémy spojené s autonómnym riadením (obrázok 5). Tieto aplikácie vyžadujú bezstratový prenos videa, aby poskytovali video s vysokým rozlíšením na rozpoznávanie obrazu. Autonómne riadiace systémy sú pripojené k pohonným jednotkám, ktoré môžu prevziať kontrolu nad vozidlom, a vo videoklipe alebo inej komunikácii nesmú byť žiadne odpadové packety.

Obrázok 6: MultiGBase-T1 sa používa pre aplikácie s veľmi vysokou prenosovou rýchlosťou, ako sú systémy autonómneho riadenia.

Čo bude ďalej?

Štandardy 25 a 50 GB / s Automotive Ethernet sú teraz vyvíjané v IEEE 802.3, ktoré majú byť vydané koncom roku 2023, aj keď nasadenie sa neočakáva skôr ako v roku 2030. Táto možnosť by bola ideálna pre prenos údajov do centrálneho systému spracovania a rozhodovania.

[1] Automotive Ethernet in the Vehicle 
https://blog.teledynelecroy.com/2021/06/automotive-ethernet-in-vehicle.html
[cit. 23.06.2021]

V tomto seriáli si nekladieme za cieľ posúdiť, ktorá značka je alebo nie je najlepšia. Chceme len upozorniť čitateľov na časté obmedzenia a úskaly, ktoré nemusia byť na prvý pohľad pri výbere osciloskopu pre vašu prácu zjavné. Chceme vám poskytnúť určitý pohľad pri výbere nového osciloskopu. Informácie, ktoré v seriáli uvádzame, vychádzajú z našich dlhoročných skúseností s osciloskopmi a predovšetkým s prístrojmi Teledyne LeCroy, z verejne dostupných informácií a technickej dokumentácie ostatných výrobcov. Aby sme sa nezaoberali touto problematikou len v teoretickej rovine, zameriame sa na technické parametre prístrojov a rôzne spôsoby merania.

Obsah tohto seriálu môžete tiež ovplyvniť! Privítame vaše pripomienky, návrhy tém, vaše skúsenosti, ktoré môžete poslať na e-mail bohumil.vitovec@blue-panther.cz.

Rovnako sa môžete ozvať, ak potrebujete radu na mieru!

Ďalši diel / Všetky diely