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风向球5:数据传输爆增,时序敏感 车用以太网络,解决自驾车的数据困境

时间:2018-05-10 11:21来源:恩智浦半导体 作者:车用以太网络总监 点击:
风向球5:数据传输爆增,时序敏感
车用以太网络,解决自驾车的数据困境 
 

 
恩智浦 (NXP) 将分布式车载网络中的车用以太网络 (Automotive Ethernet),视为车用数据管理的最佳解决方案。车用以太网络具备广泛的联机功能,能提供高级控制功能和全动态影像所需的低延迟性及服务质量。此外,车用以太网络能减轻设备重量、节省功率、提高效率、轻松更新,进而让自动驾驶较以往更经济实惠。
 
汽车以太网络可让多个车用系统同时利用单一非屏蔽双绞线 (UTP) 缆线存取高带宽网络,成为汽车通信骨干,能支持大量数据处理作业以及不同的通信类型。每一个端口使用时间感知整形器等流量工程功能,可接收指定的带宽,整个网络骨干也能进行 IP 联机功能。产业界期通过开放技术联盟 (OPEN Alliance SIG) 推动"非专有"的产业标准,以便将多种封闭型应用程序移转到扩充型的开放式以太网络系统。现行汽车以太网络的最新规范是 100BASE-T1,是第一个能通过单一 UTP 缆线进行 100 Mbps 以太网络传输的汽车基带媒体。
 
此规范遵循 IEEE 802.3bw 标准,并采用物理层 (PHY) 规格,能以点对点全双工模式进行 100 Mbps 传输作业。恩智浦新款 TJA1102 Ethernet PHY 提供创新的睡眠/唤醒转发功能性,让以太网络信道可提供数据传输及电子控制单元 (ECU) 唤醒功能,不必额外电缆线连接。此双埠 PHY 是业界第一个专为 100BASE-T1 规范设计的物理层,符合 OPEN SiG 的睡眠及唤醒标准 (亦称为 OPEN TC10)。TJA1102 双埠 PHY 结合最新的 SJA1105x 千兆位以太网络交换器,可构成一个高度优化的以太网络子系统。
 
SJA1105x 是业界首款符合 ASIL-A 规范的以太网络交换器,并通过恩智浦内部 SafeAssure 功能性安全计划的认证;它具有广泛的时序敏感网络 (TSN) 功能性,有利于管理未来车载网络中日益复杂的数据流。未来以太网络骨干的发展趋势,可能是配备中央计算节点,搭配带状分布的网关并搭载交换器;意谓网络架构将经过优化处理,以减少配线、提高处理效能,是兼具安全性功能的标准化可扩充架构。要实现此发展目标,其中一大挑战便是处理日渐提高的数据传输率;一般而言,拓朴需从 1 Gbps 提升到 10 Gbps,才能继续通过骨干执行数据汇总。
 
这不仅会对网络组件造成庞大负担,对软件架构也是一大负荷。目前在标准的 Linux 操作系统,收发器和接收器核心都已处于 100% 负载状态。欲将数据传输率扩充至 10 Gb 所需规模,标准化 OS API 无法高效率执行高分封速率作业;为因应执行 10 Gb 传输所需的硬件加速,须采用数据路径中心软件架构和实作。今日,以太网络仍处于早期部署阶段,但生态系统正快速成熟,汽车制造商已逐渐将这些优化子系统导入至入门款量产汽车中;然而,若未持续进行标准化和业界合作,未来面对自动驾驶汽车的超高效能计算,依旧可能出现重大挑战。
(责任编辑:jane)
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