一、汽車以太網技術聯盟
目前推動汽車以太網技術應用與發展的組織包括:OPEN Alliance(One-Pair Ether-Net Alliance SIG)聯盟,主要致力于汽車以太網推廣與使用,該聯盟通過推進 BroadR- Reach 單對非屏蔽雙絞線以太網傳輸技術的標準化和汽車以太網標準的完善逐步實現汽車以太網技術標準的開放系統的創建。
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 電氣和電子工程師協會則根據汽車行業需求,對汽車以太網的物理層和上層通信協議進行標準化,其中,IEEE 802.3 主要負責定義傳輸物理層的標準,IEEE 802.1 則主要負責定義二層數據鏈路中的標準。
AVNu 聯盟關注的是汽車以太網上層協議,該聯盟是一個旨在創建了一個可互操作的生態系統的社區,通過認證使用開放標準來滿足不同應用程序的精確計時和低延遲通訊需求。
AUTOSAR(Automotive Open System Architecture)即汽車電子軟件標準的聯盟,從 AUTO-SAR 4.0 版本開始包含汽車以太網相關內容,主要為 DoIP 協議,新版本中已經支持車載 Ethernet AVB 以及 SOME/IP 協議。
二、汽車以太網技術的應用
作為一種新的汽車網絡技術,汽車以太網在汽車的搭載普及不是一蹴而就的,它不會在短周期內完全代替現有車載網絡技術。在進入汽車領域后,車載以太網技術更多的是先從部分子系統慢慢融合,并最終推進汽車網絡架構的演進過程。當前可預期的車載以太網技術的運用可歸納成如下階段:
第一階段,面向汽車診斷功能(OBD)和 ECU 軟件更新的 DOIP 協議的推廣運用。以 ECU 軟件更新為例,相對于傳統基于 CAN 的刷新(1Mbps),刷寫帶寬可提高 100 倍,此舉將顯著提高汽車診斷和軟件更新時效性,降低生產和服務成本。
第二階段,面向智能座艙和智能輔助駕駛功能的推廣使用,由于 BroadR-Reach 技術不斷完善,產業氛圍的形成。基于 SOME/IP、AVB 等協議,車載以太網技術會以獨立的節點或小范圍內子系統的形式實現量產,如使用高清以太網攝像頭的環視泊車系統,基于以太網傳輸的多屏互動的高清智能座艙系統等。
第三階段,上述階段更多的是聚焦于個別指定的子系統, 基于的前兩個階段的積累,將開啟以太網為汽車主干網絡, 集成動力總成、底盤控制、車身控制、數字座艙等,形成一個跨域汽車以太網網絡,并逐步引入 TSN,Giga Mbps 超高速汽車以太網等技術。
三、汽車以太網技術的挑戰
1、實時性和可靠性要求
汽車系統對實時性和可靠性有較高的要求,特別是對于自動駕駛和安全相關應用層面。因此Automotive Ethernet需確保在這樣的環境中實現高效的數據傳輸,以及及時的系統響應,這無疑是一個具有挑戰性的任務。
2、標準化和兼容性
汽車行業中存在多種標準和協議,不同的汽車制造商和供貨商可能使用不同的技術,這使得標準化和兼容性的實現將變得更加復雜。一旦缺乏統一的標準即可能導致互操作性問題。
3、安全性和防護
車輛網絡需要應對不斷增長的安全挑戰,包括防御潛在攻擊和保護車輛系統的安全。如何加強Automotive Ethernet的安全性將會是一個持續的待解習題。
4、成本和復雜性
實施高帶寬、實時通信和安全性通常需要更復雜的硬件和軟件設計,而這可能會增加汽車系統的成本。因此汽車制造商往往需要在技術性能與開發成本間進行權衡。
5、硬件和軟件更新管理
一般來說,汽車的生命周期通常較長,如何在軟件和硬件技術不斷演進的情況下,有效地管理針對車輛中的硬件和軟件更新進行有效管理,以確保其兼容性和性能,這對開發商來說確實是個長期考驗。
來源:智能汽車開發者平臺、綜合網絡等