車載以太網的應用及其結構設計

車載以太網的應用及其結構設計

汽車上安裝電子控制單元（ECU）的數量逐年增加，通過這些不同ECU之間的協作，能夠改善汽車駕駛特性和安全特性。要實現不同ECU之間的協作，不僅需要利用車載網絡實現ECU之間的可靠通信，而且還需要盡可能地減少車載網絡通信信息傳輸的延遲。因而，汽車行業對高傳輸速度車載網絡的需求不斷增加。此外，汽車上先進輔助駕駛系統的數量不斷增加，為了保證這些系統性能的有效發揮，需要借助于高分辨率的傳感器，使車載網絡上傳輸的數據量急劇增加。綜合考慮上述需求，以太網吸引了眾多設計人員的注意。

將以太網應用在汽車上形成車載以太網，需要解決的關鍵問題是電磁兼容性（EMC）問題。車載以太網EMC包含兩個方面：一是抑制車載以太網產生的輻射噪聲；二是能夠抵抗汽車內部和外部產生的電子干擾，具備一定的抗干擾特性。對于前者，已經開發出了能夠抑制輻射噪聲的車載以太網物理層；對于后者，則仍然需要繼續研究。

在車載以太網的設計中，采用混合模式S參數進行車載以太網結構設計。混合模式S參數方法能夠將較為復雜的車載以太網分解成一些子網，由此實現數據的差分傳輸（數據被轉化為數字信號在兩條傳輸線上傳輸，且兩條傳輸線上的數字信號幅值相等，相位相反）。由于在差分傳輸中兩條傳輸線上數字信號的差異用于表征需要傳輸的數據，因而在出現電磁干擾時，同時影響2條傳輸線，而2條傳輸線上數字信號的差異并沒有出現變化，由此保證了車載以太網具有足夠的抗干擾特性。

Takashi Yasuda et al.SAE 2017-01-0021.

編譯：李臣