CAN-FD和以太网共筑未来十年的汽车数据总线 — 快速、可靠(下

※发布时间:2017-6-17 8:26:16   ※发布作者:habao   ※出自何处: 

  引入现有的 CAN 网络,需要 有适当的迁移径。这是因为, CAN-FD 兼容性节点除了能 接受 CAN-FD帧外,也能接受当前的 CAN 帧,而不会出现 任何错误。但是,如果存在 CAN-FD 帧,常规 CAN 节点会 在网络上生成错误帧。OEM 可以通过几种措施来减轻迁移 至真正 CAN-FD 网络所需完成的工作量。

  • 网络中部署的新 ECU 必须能够兼容 CAN-FD,同时还 必须能采用当前的 CAN 通信帧格式进行操作。

  • 在 Bosch(博世公司)开展的一系列试验已,当 前的收发器可以帮助达到 2.5Mbps 的平均数据速率[2]。

  • 在 CAN-FD 操作期间使用“局部网络”。现有 CAN网 络的收发器保持被动断开或关闭状态。您可以采用以下措施 来实现一个真正的 CAN-FD 兼容网络:更新软件,使其支持 高达 64字节的载荷大小,从而实现高带宽利用率;或者,使用兼容 CAN-FD 的收发器来达到更高的数据速率。

  • CAN-FD 在保持与现有 CAN 网络相当的成本的基础 上,大大提升了吞吐量。CAN-FD 能够提供额外的带宽和很 高的速率。这有助于减少网络中节点的数目。

  2008 年, BMW(宝马公司)成了首个在汽车车头的车 载诊断系统 (OBD) 中使用以太网的 OEM 。

  BMW 只是在车库维修服务站使用以太网,并没有用在 汽车的数据总线上。还从未看到使用以太网作为核心车载数 据总线的情况。最近的两项发展推动了以太网的崛起:

  • 能够通过非屏蔽双绞线mbps 的速度发送 数据的低成本、高速度 PHY(物理接口集成电)的发展 Bosch 预测,在不久的将来,以太网可能会成为事实上的电气/电子设备主干。

  目前的信息娱乐系统还主要是专属系统,不可扩展。 车载以太网将会解决这个问题,最先得到的使用案例就 是音频/视频数据的传输。

  发布了以太网AVB 协议( IEEE 802.1 AS、 QAT、 QAV 和 BA)。以太网 AVB针对音频和视频数据的同步传输定义了 一种机制,以确保低延迟。

  带来很大的负担。在硬件中实现的流量整形器可以大 大降低 CPU 负担。实时音频/视频数据的实际传输是通过 IEEE P1722 数据包处理的(图9,82页)。

  以太网能够集成信息娱乐、远程信息处理以及先进的 驾驶员辅助系统 (ADAS) 等功能,例如,全景影像泊车和车 道偏离。当前的 LVDS(低电压差分信号)单摄像头系 统将逐渐发展为带有多个高分辨率摄像头的各式应用。来自 这些摄像头、雷达和定位服务的影像将合并在一起,最终构 成行车周边的鸟瞰视图。要想传输来自多个源而且如此大量 的数据,可扩展的以太网绝对是最佳选择。ISO17215 以太 网标准当前正在开发中。它将规范应用于车载摄像头系统与 驾驶员辅助功能的通信协议。

  IEEE802.3az 是一种节能以太网 (EEE)。它引入了省电 模式和功能,以便在设备不使用时节省电能。它还能在数据活动较少时降低功耗。以太网 MAC 支持 EEE 功能。

  ISO15118 是一个汽车到电网通信标准。它描述了与充 电站建立连接的机制、证书鉴定、数据交换计量、充电状态

  在逐渐向使用以太网进行诊断的发展过程中,经历了 多个标准。以太网是最适合诊断的一种方式,因为它能轻松 连接到 PC或笔记本上安装的工具。相关的标准有 ISO/PAS

  智能电话已连接到汽车,汽车将能够与周边的生态系 统进行交互。汽车能够交换与通信状况、地势、气候状况以 及地图系统相关的实时信息。它们把所有这些信息结合在一 起,就可以线、计算驾驶时间、估算距离、呈现城市 的三维地图以及输入/输出音频/视频数据流。以太网可能是 接入互联网高速最简单的途径。

  网络主干负责把具有不同协议和/或运行速度的各种 子网相互连接在一起。具有 1500 字节载荷和速度高达

  可以使用IEEE1722 和 P1722a 封装子网协议。您可以把跨网 关发送的、源自子网的多个 CAN-FD 消息聚合为单个以太网 消息。作为一种异步协议,以太网的绝对速度克服了对严格 时序公差的依赖。消息缓冲区减少了时序抖动,并增加了时 延容差。

  随着带 MII 或 RMII 接口的新型 PHY 的发展,半导体 供应商开始引入带有以太网 MAC 外围器件的汽车微控制 器。这为 OEM提供了可扩展的带宽、更快的网速以及专属 MOST 网络的有效替代方案。汽车行业也开始规范化以太网 平台,以方便在包括驾驶员辅助、信息娱乐和安全等各式各 样的系统中使用。这有利于降低成本,方便集成,简化从多 个供应商的器件采购。

  当 面 临 高 带 宽 数 据 传 输 需 求 时 , 汽 车制造商可以在 LVDS 和MOST 之间选择。LVDS 速度快但成本高,因为它需要屏蔽缆线。 MOST 速度也很快,而且具有出色的 EMC 特性,但它

  所需的光纤造价非常高,生产难度很大。现在,以太网取代 了昂贵的 LVDS 系统,特别是在驾驶员辅助摄像与信息娱乐 系统中应用比较普遍。当前的 100mbps 链足以连接汽车中 的各个端点。然而,汽车行业很快就会需要速度达千兆位的 链,确保以太网成为汽车电子架构的主干网。

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