车载以太网基础知识解析
车载以太网讲解及降噪方法
车载以太网讲解及降噪方法一、车载以太网定义车载以太网是一种连接车内电子单元的新型局域网技术，在单对非屏蔽双绞线上可实现100 Mbit/s 甚至1 Gbit/s 的数据传输速率，同时满足汽车行业高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。
常用的以太网和车载以太网主要是在物理层不同，基本架构依然是MAC+PHY芯片+传输链路。
主要有100M和1G两种标准。
对于100M车载以太网在PHY层主要有两个规范：BroadR-Reach和100Base-T1，两者都是明确为汽车应用设计的，并且它们之间有很多重叠。
而1000Base-T1这是千兆车载以太网的物理层技术标准。
100Base-T1最显著的特点就是使用单对差分线实现数据传输，从成本上来说降低了线束的成本和重量。
办公用以太网采用了100Base-TX或1000Base-T标准，而用于汽车的以太网则规定使用100Base-T1或1000Base-T1标准。
二、车载以太网标准车载以太网标准化主要由IEEE802.3 和IEEE802.1 工作组、AUTOSAR 联盟、OPEN 联盟及AVnu 联盟起到主要的推动作用，标准化汇总如下表：三、车载以太网应用车载以太网被定义为下一代车载局域网络技术，短期内无法全部取代现有车载网络。
依据车载以太网在汽车网络上的应用过程，大致可分为3个阶段：局部网络阶段、子网络阶段、多子网络阶段。
局部网络阶段：可单独在某个子系统上应用车载以太网技术，实现子系统功能，如基于DoIP 协议的OBD 诊断、使用IP 协议的摄像头等；子网络阶段：可将某几个子系统进行整合，构建车载以太网子系统，实现各子系统的功能，如基于AVB 协议的多媒体娱乐及显示系统、ADAS 系统等；多子网络阶段：将多个子网络进行整合，车载以太网作为车载骨干网，集成动力、底盘、车身、娱乐等整车各个域的功能，形成整车级车载以太网络架构，实现车载以太网在车载局域网络上的全面应用车载作为支持ADAS的设备，各种传感器和摄像头已被逐渐配置于汽车中。
车载以太网芯片
车载以太网芯片车载以太网芯片（Ethernet chip for in-car use）是一种专门为汽车设计的芯片，用于支持车辆内部网络的连接和通信。
它是车辆的中枢系统，负责管理和控制车辆内部的各种设备和功能。
车载以太网芯片主要有以下几个特点：1. 高速传输：车载以太网芯片支持高速数据传输，具有快速的数据传输能力。
它使用以太网协议，能够实现最高1000 Mbps的传输速率，可以满足车载设备对数据传输速率的要求。
2. 多设备互联：车载以太网芯片可以连接和管理多个设备，包括车辆的中控系统、车载娱乐系统、导航系统、安全系统等。
它能够实现这些设备之间的数据交换和通信，提供高效可靠的数据传输通道。
3. 抗干扰性能：车载环境中存在着较多的电磁干扰源，如发动机、变速器和其他电子设备等。
车载以太网芯片具有良好的抗干扰性能，能够确保在干扰环境下仍能稳定和可靠地传输数据。
4. 安全性：车载以太网芯片支持数据加密和身份验证等安全机制，可以确保数据的安全性和完整性。
它可以防止未经授权访问和数据篡改，确保车辆内部网络的安全运行。
车载以太网芯片的应用场景主要包括以下几个方面：1. 车辆信息娱乐系统：车载以太网芯片可以连接车辆信息娱乐系统，实现音频、视频和图像等多媒体数据的传输和播放。
它可以支持高清视频和高保真音频的传输，提供更好的用户体验。
2. 车辆导航系统：车载以太网芯片可以连接车辆导航系统，提供车辆位置数据和导航路线等信息。
它可以实现实时的导航功能，提供准确的路线规划和导航指引，帮助驾驶员准确到达目的地。
3. 车辆安全系统：车载以太网芯片可以连接车辆安全系统，实现各种安全功能，如防盗报警、车辆追踪和远程控制等。
它可以提供远程控制和监控功能，帮助车主实时监控和控制车辆的安全状态。
4. 车辆诊断系统：车载以太网芯片可以连接车辆诊断系统，实现车辆故障诊断和维修等功能。
它可以获取车辆的诊断数据和故障码，帮助修理人员准确判断和解决车辆故障。
第五章 车载以太网【车载网络及信息技术】
车载以太网
• 由于车载以太网的特点，在车辆上主要作为信息主干网络和车载 信息系统的通信网络，图5-1是一个以车载以太网为骨干网的车 上通信网络示例。
• 其中，车辆电子控制系统、动力传动系统以及车身控制等这些要 求实时性可靠性高、传输的数据短、数据量少的系统会仍继续使 用CAN、FlexRay等网络
第五章 车载以太网
• 车载通信技术的发展是从串行通信，到工业总线，再到 总线网络。随着车载电子控制和信息装置的增加以及信 息服务需求的不断增加，更高级的计算机网络的应用是 必然的。
• 多媒体、电子地图、INTERNET网络信息等在车上的应用 • 在车上使用以太网，并对其适当修改，既要保持以太网
的优势特点，又要满足车辆环境的要求，这就是所谓车 载以太网
• 7） 媒介访问方式为CSMA / CD（载波侦听多路访问冲突检 测），原理简单，技术易实现，网络中各工作站地位平等， 不需集中或优先级控制；
• 8） 传输速度为10 Mbps，100 Mbps或以上，目前千兆以太 网和万兆以太网已经投入使用；
• 9） EMC性能——可以根据不同的实际应用情况进行设计， 以满足OEM的EMC要求。
Ethernet Ethernet
Ethernet
6
图5-1：以车载以太网为骨干网的车上通信网络架构
7
第一节 以太网简介
➢一、定义 • 符合IEEE802.3规范的计算机网络就称为以太网。以太网最
早由Xerox（施乐）公司推出，于1980年DEC、Intel和Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛 的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网 （100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合 IEEE802.3。
汽车车载网络技术详解最新版精品课件第1章 车载网络系统基础知识
6．比特和字节
计算机中的所有信息都以位（bit，亦称比特，是二进制数 字的最小信息单位）为单位进行存储和处理的。 1千字节（KB）= 210字节，即1 024字节 1兆字节（MB）= 220 字节，即1 024KB（1 048 576字节） l千兆字节（GB）= 230字节，即1 024MB（1 073 741 824字节） 注意：换算系数不是1 000，而是1 024。
DDB/Optical（Domestic 音频系统通信协议将DDB作为音频系统总线采 Digital Bus/Optical） 用光通信
5.6Mbit/s
C&C
MOST（Media Oriented 信息系统通信协议以欧洲为中心，由克莱斯
System Transport） 勒与BMW公司推动
IEEE1394
CAN）
同步的CAN
Byteflight
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议通用 时分多路复用（FTDMA）
FlexRay
重视安全、按用途分类的控制用LAN协议
1Mbit/s 10Mbit/s 5Mbit/s
Robert Bosch公司 CIA
BMW公司
BMW公司Daimler Chrysler公司
（2）总线数据传输的要求 1）可靠性高 2）使用方便 3）数据密度大 4）数据传输快
（3）总线数据传输的优点 1）简化线束 2）可以进行设备之间的通信，丰富了功能。 3）通过信息共享减少传感器信号的重复数量。
数字总线信号传递方式
线束对比 a）传统线束 b）采用车载网络后的线束
3．车载网络系统的发展史
1987年12月日本车采用LAN
表1-3 几种车载网络的开发年份、采用厂家与发表年份
汽车以太网的做法和原理
汽车以太网的做法和原理
汽车以太网（Automotive Ethernet）是一种基于以太网技术的汽车网络通信标准。
它的做法和原理如下：
1. 物理层：汽车以太网使用双绞线作为物理层的传输媒介，通过行车总线（Cable Harness）将以太网线缆连接到车辆内部的各个模块或者外部的设备。
2. 数据链路层：汽车以太网使用802.3协议定义的数据链路层，通过以太网帧格式来传输数据。
其中，以太网帧头部包含目的MAC地址和源MAC地址，以及以太网协议类型等字段。
而在传输速率上，汽车以太网通常采用的是千兆以太网（1 Gbps）或者万兆以太网（10 Gbps）。
3. 网络层：汽车以太网可以使用标准的TCP/IP协议栈来实现网络层功能。
这样，不仅可以实现车内各个子系统之间的通信，还可以连接到外部的服务器或者云平台。
4. 应用层：汽车以太网支持车载设备和车辆控制器之间的应用层通信。
通过以太网接口进行数据交互，实现例如远程诊断、软件更新、娱乐系统等应用功能。
需要注意的是，为了确保安全性和稳定性，汽车以太网通常采用一系列的技术来增强通信性能，如时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，TSN）、故障容错等。
总的来说，汽车以太网的做法和原理类似于传统以太网，但针对汽车行业的特殊要求进行了一系列的优化和改进，以满足车辆内部各个子系统之间的高速数据传输和实时通信的需求。
知荐一文熟悉车载以太网
Payload：在类型字段之后，以太帧包含有效载荷数据区域。 有效负载的最小长度为不带VLAN标记的46字节或带VLAN标记的42字节, 在汽车工业中，它最多可以包含1500个字节。
CRC校验：CRC校验在以太帧的末尾发送。 校验中包含的值是使用标准化算法计算的，该算法在发送方和接收方中以相同的方式实现。该计算是在以太帧的所有字段中进行的，因此可以确保整个消息的完整性。
标准
在车载网络方面，玩家是很多的，也推出了各自的标准，如下：
其中OPEN Alliance和电气与电子工程师协会（IEEE）制定的标准是车载以太网领域比重最大和应用最广泛的，例如我们熟知的100BASE-T1和1000BASE-T1。
自1980年以来，IEEE一直负责以太网的维护、开发和标准化。尽管各个公司都可提供专有的以太网解决方案，但大多数时候公司都会交给IEEE进行标准化以确保更广泛的应用。802工作组则专门负责以太网，因此，所有与以太网相关的标准都以802开头（例如，IEEE 802.1，IEEE 802.2，IEEE 802.3等）。
车载网络通信基础知识
车载网络通信基础知识目录一、基础概念 (2)1. 车载网络通信的定义 (3)2. 车载网络通信的重要性 (3)3. 车载网络通信的发展历程 (5)二、基本原理 (6)1. 车载网络通信的协议层次结构 (7)2. 数据传输方式 (9)2.1 串行传输 (11)2.2 并行传输 (12)3. 车载网络通信的拓扑结构 (13)3.1 星型拓扑 (14)3.2 总线拓扑 (16)3.3 环型拓扑 (17)3.4 网状拓扑 (18)三、常用车载网络通信协议 (18)四、车载网络通信设备 (20)1. 车载通信控制器 (21)2. 车载通信接口 (22)3. 车载通信线缆 (23)4. 车载通信设备故障诊断与维修 (25)五、车载网络通信系统的应用 (26)1. 汽车电子控制单元的通信 (28)2. 车辆网络化控制系统 (29)3. 车载信息服务系统 (30)4. 车载导航与娱乐系统 (31)六、未来发展趋势与挑战 (32)1. 车载网络通信技术的创新 (33)2. 车载网络通信的安全性问题 (35)3. 车载网络通信的标准化与互操作性 (36)4. 车载网络通信在智能交通系统中的应用 (37)一、基础概念车载网络通信技术：车载网络通信技术是指在汽车内部，通过各种通信协议和设备，实现车辆内部各个系统之间以及车辆与外部环境之间的数据传输和信息交互的技术。
通信协议：通信协议是车载网络通信的基础，它规定了车辆内部各个系统之间以及车辆与外部环境之间的数据传输格式、通信速率、可靠性等方面的要求。
车载通信设备：车载通信设备包括车载以太网、车载CAN总线、车载FlexRay总线、WiFi等，它们是实现车载网络通信的关键组件。
车载网络拓扑结构：车载网络拓扑结构是指车辆内部各个系统之间的连接关系和组织方式，常见的拓扑结构有星型、总线型和环型等。
车载网络通信协议栈：车载网络通信协议栈是指为实现车载网络通信而建立的一组层次化的协议，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。
智能汽车以太网浅析
智能汽车以太网浅析本文主要是针对车载以太网的一个基本概念介绍，包括为什么要用以太网，以太网包含哪些优势。
针对以太网的优势，在物理链路层要考虑哪些基本特性，以及目前以太网有哪些组织，涉及到哪些标准。
1 车载网络技术的发展简史1.1 车用电子设备的不断增加对汽车的综合布线和信息的交互共享提出了更高的要求在汽车没有上网络之前，各个控制器之间主要通过硬线链接。
各个控制器想要获取对方的信息没有相应的网络，只能通过点对点通讯模式获取。
当所有控制器数的节点数量增加的时候，汽车所需要的硬线数量成几何数增加，进而导致了各种问题：•布线繁乱，不易维修•增加成本和重量•信号利用率低当车用电子设备不断增加的时候，对汽车的综合布线及信息交互共享提出了更高的要求。
随着汽车网络技术的不断发展，车载网络系统逐步发展出CAN线，LIN线，Flexray，MOST等网络。
最早随着整车车用电器增多，需要有一个网络进行共享的时候，由BOSCH提出CAN网络的概念，CAN网络，即整车控制器局域网。
之后出现了LIN 线，LIN更多的被理解为CAN总线的一个辅助网络，应用于在车辆不需要CAN总线的移动场合。
因为LIN线是用单根线链接，CAN线是双绞线，用LIN线辅助CAN线可以大大降低整车在线束的成本以及减轻线束的重量。
随着技术的延伸，进而诞生了FlexRay网络，FlexRay 可能大家有点感到陌生，它具备冗余功能，速率能达10M，目前出现在一些高档品牌车型，比如奔驰、宝马，主要应与底盘安全领域。
接下来就有了USB，USB也被称作一个网络协议，随后慢慢开始用到MOST网络，MOST主要应用于语音视频。
发展到现在，目前各个厂家在车辆中低速网络开始应用CANFD网络。
随着车辆电器的增加，比如激光雷达，角雷达，毫米波雷达的应用，车辆信息的传输量暴增，对网络的要求更高，于是就有了百兆网，后面又出现1G网络。
综上所述，在车辆上,低速网络，我们用CAN总线升级CANFD进行通讯；高速网络，车载以太网将会成为智能网联汽车的主骨干网络。
车载以太网技术
车载以太网技术随着汽车电子的日益复杂化、联网化和宽带化，车载以太网顺应此发展趋势在车内具有广阔的发展空间。
本文对车载以太网技术，包括其起源、定义、发展趋势、主要技术以及其标准化的概况进行了全面的分析和介绍。
1.引言以太网作为一种局域网（LAN）技术自1973年发明以来，已经历40多年的发展历程，成为当前应用最为普遍的局域网技术。
以太网主要由IEEE 802.3工作组负责标准化，以太网从最初支持10Mbit/s的吞吐量开始，经过不断的发展，支持快速以太网（100Mbit/s）、千兆以太网（1Gbit/s）、万兆以太网（10Gbit/s）及100Gbit/s。
同时，为了适应应用的多样化，以太网速率打破了以10倍为一级来提升的惯例，开始支持2.5、5、25及400Gbit/s的速率。
以太网技术不仅支持双绞线的铜线传输介质，也支持光纤传输。
随着城域以太网论坛（MEF）不断将以太网技术作为交换技术和传输技术广泛应用于城域网建设，以太网已经不仅仅局限于局域网应用，可以更广泛地应用到城域网（MAN）和广域网（WAN）的领域。
在进入汽车领域之前，以太网已经获得了广泛的应用，同时还具有技术成熟、高度标准化、带宽高以及低成本等优势。
随着近年来汽车电子化的快速发展，车内电子产品数量逐年增加，复杂性日益提高。
以太网所具有的技术优势可以很好地满足汽车制造商对车内互联网络的需求。
但由于车内电磁兼容的严格要求，以太网直到近些年才取得了技术突破从而得以应用到汽车内。
目前，主流的车载以太网的技术标准是基于博通公司的BroadR-Reach（BRR）技术，IEEE已经完成对100Mbit/s车载以太网技术的标准化，正在对1Gbit/s传输速度的车载以太网进行标准化。
车载以太网在车内将主要应用在对带宽需求较高的系统上（见图1），如高级驾驶辅助系统（ADAS）、车载诊断系统（OBD）以及车载信息娱乐系统等。
与传统的车载网络不同，车载以太网可以提供带宽密集型应用所需的更高数据传输能力，未来其将在车内具有广泛的应用前景。
第一章车载网络基础知识
高
典型的现代汽车车载网络
四、车载网络系统的通信协议
1、通信协议的内容
2、接口与实体：是为两个系统，设备或部件之间连 接服务的数据流穿越的界面。 有多少针脚 实体就是能够发送或接收信息的东西
四个方面的内容 （1）物理：多少个针脚 （2）电气：电路信号的电压、宽度及他们的时间关
总线结构
• 2、CAN：控制器局域网（Controller Area Network ）国际上应用最广泛的现场总线之一， 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率。
• 3、局域网：
常用术语
• 4、多路传输：同一通道或线路上同时传输多条信 息。
• 5、模块/节点:就是电子装置。简单的如温度和压 力传感器，复杂的如计算机。
• 6、网络
常用术语
• 7、网关
常用术语
8、通信协议 9、帧 10、传输速率
常用术语
11、总线负荷：总线占用时间与较长探测时间的比 值，这种负荷以%的形式表示。
12、反应时间：总线上发出信息请求的瞬间和该信 息实际发出的瞬间的总和。 总线占用—等待 同时请求—优先级
三、车载网络系统的应用形式
图1-31 采用数据总线进行信息传输（只需2个线束插接器，17根电线）
网络传输
CAN数据总线的构成
AUDI A6L乘用车控制单元的安装位置
五、典型车载网络系统的结构和组成
车载网络的意义
解决了线束和插接器增多带来的问题； 提高了汽车综合控制的准确性，当电控单元共享
输入信息时，就能对汽车进行更为复杂的控制。
表1-1 主要车载网络基本情况
几种车载网络的成本比例及通信速度比较
车载网络知识点总结
车载网络知识点总结一、车载网络的概念车载网络是指将汽车内部的电子设备、传感器、控制单元等与移动通信网络连接起来，实现车辆信息传输和互联的一种网络系统。
通过车载网络，车辆可以连接互联网，实现远程控制和互联互通。
车载网络的发展与智能化汽车的发展密切相关，可以为驾驶人员、乘客提供更丰富的信息服务和更便捷的交通出行方式。
二、车载网络的技术架构车载网络的技术架构主要包括车辆内部网络、车辆对外通信、车辆与云端通信等几个主要部分。
1. 车辆内部网络：车辆内部网络是指车载网络中用于连接车辆内部各种设备和传感器的网络系统。
通常采用CAN总线、LIN总线等方式进行连接，实现车辆内部各种设备之间的数据传输和通信。
2. 车辆对外通信：车辆对外通信是指车辆通过移动通信网络与外部互联网进行数据传输和通信的部分。
车辆可以通过3G/4G/5G网络连接互联网，实现远程控制、车辆信息传输等功能。
3. 车辆与云端通信：车辆与云端通信是指车辆通过移动通信网络与云端服务器进行数据传输和通信的部分。
通过车辆与云端的通信，可以实现车辆数据的上传、下载，车辆远程控制和管理等功能。
三、车载网络的应用场景车载网络的应用场景非常广泛，主要包括车辆信息服务、车辆远程控制、车辆安全监控等几个方面。
1. 车辆信息服务：通过车载网络，车辆可以连接互联网，实现导航、音乐、视频、在线购物等丰富的信息服务。
驾驶人员、乘客可以在车辆内部享受不同于传统汽车的娱乐和工作方式。
2. 车辆远程控制：通过车载网络，车主可以通过手机App或者互联网远程控制车辆的启动、熄火、空调、车窗、车灯等功能。
提高了车主对车辆的便捷控制。
3. 车辆安全监控：通过车载网络，车辆可以实时上传自身位置、状态信息到云端服务器，可以实现车辆追踪、监控和报警等功能。
提高了车辆的安全性和管理效率。
四、车载网络的安全性车载网络的安全性是非常重要的，因为一旦发生安全漏洞或攻击，可能对车辆和驾驶人员的生命财产造成严重威胁。
车载以太网基础知识解析
车载以太网基础知识解析1、以太网常见缩略语1）1TPCE = One (1) T wisted P air 100 Megabit (C = century = 100) E thernet 1对双绞线 100M以太网2）RTPGE= R educed T wisted P air G igabit E thernet简化版双绞线千兆以太网3）GEPOF = G igabit E thernet Over P lastic O ptical F iber基于塑料光纤的千兆以太网4）100BASE-T1 = 100 Megabit Baseband One Pair100M以太网（1对双绞线）5）1000BASE-T1 = 1 Gigabit Baseband One Pair1000M以太网（1对双绞线）6）1000BASE-RH = Gigabit Ethernet Over Plastic Optical Fiber基于塑料光纤的千兆以太网7）OPEN / OPEN Alliance = One Pair Ethernet Network Alliance单对以太网网络联盟8）OABR = (OPEN Alliance) BroadR-Reach100BASE-T1的早期名称，当时IEEE没有参与，开放联盟将Broadcom的BroadR-Reach技术引入汽车领域9）TSN – Time sensitive Network时间敏感网络10）AVB – Audio/Video bridging音视频桥接技术2、什么是100BASE-T1100BASE-T1 是在现有的以太网技术基础上进行的整合。
1）IEEE 100BASE-TX——双单工通讯—— MLT-3（多级传输）- ＞125Msps（百万抽样/秒）65~80MHz带宽）——两对双绞线——无纠错编码—— DSP中没有回音和串扰消除技术——决策反馈均衡技术（DFE）——全双工通讯—— 4D-PAM5 - ＞125Msps（百万抽样/秒）65~80MHz带宽）——四对双绞线——部分响应传输滤波器——纠错编码的附加级别—— DSP中有回音和串扰消除技术——决策反馈均衡（DFE）——全双工通讯—— PAM3 - 66.7Msps（百万抽样/秒）27MHz带宽——单对双绞线——回音消除技术——决策反馈均衡（DFE）3、以太网VS传统总线3.1 交换机式网络通信图：CAN与以太网通信方式对比1）传统总线上所有节点都连接到同一个传输媒介中；例如一条CAN总线上就可以挂多个终端节点（ECU），同时该CAN总线上的电信号还会影响到挂在此总线上的所有终端节点，我们一般会把CAN称为CAN Bus 或 CAN Network。
车载以太网学习笔记1——车载以太网的DHCP协议
车载以太网学习笔记1——车载以太网的DHCP协议常见DHCP过程1、DHCP DISCOVER当DHCP客户端计算机DHCP DISCOVER广播消息：2、DHCP OFFER所有接收到DHCP客户端发送的DHCPDISCOVER广播消息的DHCP服务器会检查自己的配置，如果具有有效的DHCP作用域和富余的IP地址，则DHCP服务器发起DHCPOFFER广播消息来应答发起DHCPDISCOVER广播的DHCP客户端3、DHCP REQUEST当DHCP客户端接受DHCP服务器的租约时，它将发起DHCPREQUEST广播消息，告诉所有DHCP服务器自己已经做出选择，接受了某个DHCP服务器的租约。
4、DHCP ACK提供的租约被接受的DHCP服务器在接收到DHCP客户端发起的DHCPREQUEST广播消息后，会发送DHCPACK广播消息进行最后的确认，在这个消息中同样包含了租约期限及其他TCP/IP选项信息。
5、租约续约DHCP服务器将IP地址提供给DHCP客户端时，会包含租约的有效期，默认租约期限为8天（691200秒）。
除了租约期限外，还具有两个时间值T1和T2，其中T1定义为租约期限的一半，默认情况下是四天（345600秒），而T2定义为租约期限的的7/8，默认情况下为7天（604800秒）。
当到达T1定义的时间期限时，DHCP客户端会向提供租约的原始DHCP服务器发起DHCP REQUEST请求对租约进行更新，如果DHCP服务器接受此请求则回复DHCP ACK消息，包含更新后的租约期限；如果DHCP服务器不接受DCHP客户端的租约更新请求（例如此IP已经从作用域中去除），则向DHCP客户端位于回复DHCP NACK消息，此时DHCP客户端立即发起DHCP DISCOVER进程以寻求IP地址。
如果DHCP客户端没有从DHCP服务器得到任何回复，则继续使用此IP地址直到到达T2定义的时间限制。
2_第二章 车载网络基础知识
第四节 汽车网络参考模型
图2-11 ISO／OSI参考模型
表2-4 开放系统互联参考模型
ISO/OSI参考模型
软
7层
件
控
6层
制
5层
4层
3层
各层定义的主要项目 应用层 提供各种实际可应用的服务
表示层 对数据的表现形式进行变换，如文 字调整、数据压缩与加密
会话层 传输层
网络层
为实现会话通信，按正确顺序控制 数据的发送与接收
第二节 车载网络结构与组成
图2-8 车载网络系统的主要附属装置
第三节 常用基本术语
1.数据总线 2.网络 3.网络拓扑结构 4.网络互联 5.数据传输 6.链路(数据传输介质) 7.报文及帧 8.通信协议 9.传输仲裁 10.架构 11.模块／节点
12.集线器 13.分总线 14.主总线 15.终端电路
4.多种传输介质和拓扑结构
由于采用数字通信方式，因此可用多种介质进 行通信。根据控制系统中节点的空间分布情况， 可应用多种网络拓扑结构。
5.可靠性高
数字信号传输抗干扰能力强，精度高，成本低。
6.综合功能
现场仪表既有检测、变换和补偿功能，又有控 制和运算功能，实现了一表多用，不仅方便了 用户，而且降低了成本。
6.控制网(ControlNet)
Control Net是一种高速、高确定性和可重复性 的网络，特别适用于对时间有苛刻要求的复杂 场合的信息传输。其总线上传输的信息一类是 对时间有苛刻要求的控制信息和I／Ｏ数据，拥 有最高的优先权，以保证不受其他信息的干扰， 并具有确定性和可重复性；另一类是无时间苛 求的信息，如上/下载程序，设备组态，诊断信 息等。
保证按顺序控制数据及更正错误等 通信品质，如纠正错误、重新发送控 制
关于车载以太网理解
关于车载以太⽹理解来源：汽车电⼦与软件1车载以太⽹概述其中与车载以太⽹强相关的模块有：SOME/IP(Scalable Service-Oriented Mid dlewarE over IP):是⼀种⽤于传输服务(Se rvice)信息的基于IP的可伸缩中间件，能够适应基于不同操作系统的不同⼤⼩的设备，⼩到摄像头，⼤到车机或⾃动驾驶模块;相⽐于传统的C AN总线的⾯向信号的通信⽅式，SOME/IP是⼀种⾯向服务的通信⽅式。
DolP:基于以太⽹的诊断传输协议，能够将UD S进⾏封装并基于IP⽹络进⾏传输;应⽤于车辆检查和维修、车辆或ECU软件的重编程、车辆或 ECU的下线检查和维修等，其主要⼯作原理类似于Diagnostic over CAN(或称为DoCAN)。
XCP:XCP on Ethernet能够基于以太⽹进⾏车载控制器的标定，主要⽤于标定、测量、少量的编程和刷新(⼤部分刷新会利⽤诊断协议)、ECU旁路功能等。
UDPNM:是AUTOSAR组织制定的基于汽车以太⽹的⽹络管理协议，能够有效的实现车载以太⽹节点的协同睡眠和唤醒，其主要⼯作原理类似于AUTOSAR的CAN NM其中与传统以太⽹最核⼼区别是物理层车载以太⽹要⽤100BASE-T1,⽽⾮100BASE-TX，下⾯依次介绍与车载相关的各层。
2物理层PHY2.1 总体说明物理层PHY:数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接⼝;数据链路层MAC:提供寻址机构，数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向⽹络层提供标准的数据接⼝等功能。
100BASE-T1在物理连接上使⽤了⼀对双绞线实现全双⼯的信息传输，⽽100BASE-TX则使⽤了两对双绞线实现全双⼯，⼀对⽤于收，另⼀对⽤于发。
100BASE-T1利⽤所谓的回⾳消除技术(echo cancell ation)实现了在⼀对双绞线上的全双⼯通信。
车载以太网——扫盲篇
车载以太网——扫盲篇什么是车载以太网车载以太网是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术，与传统以太网使用4对非屏蔽双绞线电缆不同，车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s，甚至1Gbit/s的传输速率，同时还满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。
车载以太网的物理层采用了博通公司的BroadRReach 技术，BroadR-Reach 的物理层（PHY）技术已经由单线对以太网联盟（One- pair Ethernet Alliance，OPEN）标准化，因此有时也称车载以太网为Broad RReach （BRR）或OABR（Open Alliance BroadR-Reach）。
车载以太网的MAC 层采用IEEE 802.3 的接口标准，无需做任何适配即可无缝支持广泛使用的高层网络协议（如TCP/IP）。
车载以太网协议架构车载以太网及其支持的上层协议架构如图1所示，车载以太网主要涉及OSI 的1、2层技术，同时车载以太网同时支持AVB、TCP/IP、DOIP、SOME/IP 等多种协议或应用形式。
图1 车载以太网框架其中，AVB 是对传统以太网功能的扩展，通过增加精确时钟同步、带宽预留等协议增强传统以太网音视频传输的实时性，是极具发展潜力的网络音视频实时传输技术；SOME／IP（Scalable Service－Oriented MiddlewarE on IP）则规定了车载摄像头应用的视频通信接口要求，可应用于车载摄像头领域，并通过API实现驾驶辅助摄像头的模式控制。
作为AVB协议的扩展，车载时间敏感网络（TSN， Time－Sensitive Networking）则引入时间触发式以太网的相关技术，能高效的实现汽车控制类信息的传输。
此外，1Gbit 速率通信标准的车载以太网同时还支持 POE （Power Over Ethernet）功能和高效节能以太网（EEE， Energy－Efficient Ethernet）功能，POE 功能可在双绞线传输数据的同时为连接的终端设备供电，省去了终端外接电源线，降低了供电的复杂度。
一文入门车载以太网，吐血整理!不看可惜！
一文入门车载以太网，吐血整理!不看可惜！前言近些年来，随着为了让汽车更加安全、智能、环保等，一系列的高级辅助驾驶功能喷涌而出。
未来满足这些需求，就对传统的电子电器架构带来了严峻的考验，需要越来越多的电子部件参与信息交互，导致对网络传输速率，稳定性，负载率等方面都提出了更为严格的挑战。
除此以外，随着人们对汽车多媒体以及影音系统的需求越来越高，当前虽已有各式各样的音视频系统，可随着汽车电动化进程的加速推进，手机控制车辆以及彼此交互的场景不断扩大，可以想象未来联网需求只会不断拓展，无论是车内还是车外的联网需求都不约而同的提出了更多网络带宽的重要性。
为此，车载以太网应运而生。
首先以太网的首要优势之一在于支持多种网络介质，因此可以在汽车领域进行使用；同时由于物理介质与协议无关，因此可以在汽车领域可以做相应的调整与拓展，形成一整套车载以太网协议，该协议将会在未来不断发展并长期使用。
今天，我们来一起探索车载以太网协议的基本面貌。
为了便于大家理解，以下是本文的主题大纲：正文车载以太网发展历史自1980年至今，IEEE组织、OPEN Aliance SIG组织、宝马、博通公司等为传统以太网到汽车领域的应用拓展发挥了十分关键的作用，重要里程碑事件记录如下：•1980年，Ethernet 1.0成功发布；•1985年，IEEE 802小组公布802.3协议，推出了基于CSMA/CD的10M以太网技术；•2004年，BMW公司考虑采用博通公司的以太网技术并于2008年在宝马7系上成功量产以太网刷写技术，其中关键点在于博通公司的单对非屏蔽以太网全双工技术，并保证EMC测试全部PASS；•2013年，BroadR-reach技术成功在宝马5系的环视系统中成功量产；•近年来由著名汽车整车厂与供应商组成的OPEN Aliance SIG相继发布了TC8（车载以太网ECU测试规范）以及TC10（车载以太网休眠唤醒规范），同时携手IEEE将车载以太网标准转化为通用标准。
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车载以太网基础知识解析
1、以太网常见缩略语
1）1TPCE = One (1) T wisted P air 100 Megabit (C = century = 100) E thernet 1对双绞线 100M以太网
2）RTPGE= R educed T wisted P air G igabit E thernet
简化版双绞线千兆以太网
3）GEPOF = G igabit E thernet Over P lastic O ptical F iber
基于塑料光纤的千兆以太网
4）100BASE-T1 = 100 Megabit Baseband One Pair
100M以太网（1对双绞线）
5）1000BASE-T1 = 1 Gigabit Baseband One Pair
1000M以太网（1对双绞线）
6）1000BASE-RH = Gigabit Ethernet Over Plastic Optical Fiber
基于塑料光纤的千兆以太网
7）OPEN / OPEN Alliance = One Pair Ethernet Network Alliance
单对以太网网络联盟
8）OABR = (OPEN Alliance) BroadR-Reach
100BASE-T1的早期名称，当时IEEE没有参与，开放联盟将Broadcom的BroadR-Reach技术引入汽车领域
9）TSN – Time sensitive Network
时间敏感网络
10）AVB – Audio/Video bridging
音视频桥接技术
2、什么是100BASE-T1
100BASE-T1 是在现有的以太网技术基础上进行的整合。
1）IEEE 100BASE-TX
——双单工通讯
—— MLT-3（多级传输）- ＞125Msps（百万抽样/秒）65~80MHz带宽）
——两对双绞线
——无纠错编码
—— DSP中没有回音和串扰消除技术——决策反馈均衡技术（DFE）
——全双工通讯
—— 4D-PAM5 - ＞125Msps（百万抽样/秒）65~80MHz带宽）——四对双绞线
——部分响应传输滤波器
——纠错编码的附加级别
—— DSP中有回音和串扰消除技术
——决策反馈均衡（DFE）
——全双工通讯
—— PAM3 - 66.7Msps（百万抽样/秒）27MHz带宽——单对双绞线
——回音消除技术
——决策反馈均衡（DFE）
3、以太网VS传统总线
3.1 交换机式网络通信
图：CAN与以太网通信方式对比
1）传统总线上所有节点都连接到同一个传输媒介中；例如一条CAN总线上就可以挂多个终端节点（ECU），同时该CAN总线上的电信号还会影响到挂在此总线上的所有终端节点，我们一般会把CAN称为CAN Bus 或 CAN Network。
2）以太网是交换机式 (Switched Network) 通信方式，交换机式通信指的是所有的终端节点都要通过交换机才能连接到一起，所有传递的信息都需要交换机进行转发。
交换机式通信中一条网线上只能在两个端口相连，没有分叉。
所以我们一般不说以太网总线，而是说以太网网络 (Ethernet Network) 。
3.2 连接网络–IP与MAC
3.3 信号与PDU（协议数据单元）
4、车载以太网的应用
4.1 鸟瞰影像视图 - 高速连接
1）Broadcom BroadR-Reach，100 Mbit / s，全双工，双绞线——代替昂贵的屏蔽线束
——双向通讯
2）利用高带宽
3）基于MAC的视频流，且时序要求严格
4）ADAS功能增强（附加摄像头、毫米波雷达、激光雷达等）——高分辨率和帧频，压缩少
——需要1000Mbit/s及以上的传输速率
以太网视频高速传输
4.2 以太网作为车内网络主干网
未来的汽车总线将由以太网将取代CAN总线成为主干网，而子网将是由若干域控制器（Domain Controller）组成。
为每个功能域设置一个域控制器，各个域内部的系统互联仍可使用CAN和FlexRay通信总线。
不同域控制器之间则通过更高性能的以太网作为主干网络进行连接，并通过以太网网关实现数据交换，进而共同构成基于域控制器的E/E 架构。
以太网 - 车内网络主干网
4.3 车载以太网用于电力传输
以太网供电技术POE （Power Over Ethernet）是一种可在双绞线传输数据的同时为连接的终端设备供电，省去了终端外接电源线，降低了供电的复杂度。
POE标准供电系统的主要供电特性参数为：
1）电压在44~57V之间，典型值为48V。
2）允许最大电流为550mA，最大启动电流为500mA。
3）典型工作电流为10~350mA，超载检测电流为350~500mA。
4）在空载条件下，最大需求电流为5mA。
5）为PD（Power device）设备提供3.84~12.95W五个等级的电功率请求，最大不超过13W。
4.4 车载以太网无线功能
无线功能是车载以太网的另一个优势，WiFi也有专供汽车使用的变体– WAVE（汽车环境无线存取功能）；车载以太网的引入无疑将成为助推无线通讯技术WAVE引入汽车领域的最佳催化剂，这就为实时通讯情况下的音视频和高清地图的实现提供了物理基础，同时也为V2X技术的应用提供了更多的想象空间。
车载以太网的无线功能应用
参考资料：
1. Overview on Automotive Ethernet - Vector。