Fahrzeug-Ethernet

Die Ethernet-basierte Kommunikation bietet eine hohe Bandbreite und noch mehr Flexibilität bei der Integration in Cloud-Dienste und Verbraucherprodukte.

Was ist Automotive Ethernet?

Automotive Ethernet ist eine Form des Ethernet-Netzwerks mit einer physikalischen Schicht, die an Anwendungsfälle in der Automobilindustrie angepasst ist. Die Kosten für Kabel werden durch den Einsatz hochentwickelter Phy-Transceiver reduziert, die ein System bieten, das in der Lage ist, die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit und Störfestigkeit von Automobilen unter Automobilbedingungen zu erfüllen. Es ermöglicht eine Kommunikation mit höheren Baudraten als herkömmliche Netzwerktechnologien für die Automobilindustrie und ermöglicht die Wiederverwendung von IP-Softwaretechnologien (Internet Protocol) aus anderen Branchen direkt oder angepasst an den Einsatz in der Automobilindustrie, funktionale Sicherheit, Cybersicherheit usw.

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Verstehen Sie die Vorteile

Automotive Ethernet bietet eine robuste und flexible Kommunikationsinfrastruktur, die sich gut eignet, um die Konnektivitäts-, Automatisierungs- und Elektrifizierungstrends zu unterstützen, die die Zukunft der Automobilindustrie prägen.

Hohe Bandbreite

Ethernet ermöglicht eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, die für die Bewältigung des wachsenden Datenvolumens von Fahrerassistenzsystemen (ADAS), Infotainmentsystemen und anderer Bordelektronik von entscheidender Bedeutung ist.

Skalierbarkeit

Ethernet-Netzwerke können problemlos skaliert werden, um zusätzliche Geräte und höhere Datenraten aufzunehmen, wenn die Fahrzeugsysteme komplexer werden.

Zuverlässigkeit

Ethernet bietet eine verbesserte Zuverlässigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Netzwerkprotokollen für die Automobilindustrie, dank Funktionen wie Fehlererkennung und -korrektur, Redundanz und der Möglichkeit, kritische Daten zu priorisieren.

Kosteneffizienz

Die Ethernet-Technologie ist weit verbreitet und standardisiert, was im Vergleich zu proprietären Netzwerklösungen für die Automobilindustrie zu geringeren Kosten für Komponenten und Infrastruktur führt.

Integration mit IP-basierten Systemen

Ethernet ist mit IP-basierten Kommunikationsprotokollen kompatibel, was die Integration von Fahrzeugsystemen in externe Netzwerke und Dienste wie Cloud-basierte Anwendungen und Over-the-Air-Updates erleichtert.

Unterstützung für zeitkritische Netzwerke

Die Unterstützung für Time-Sensitive Networking (TSN) ist eine Erweiterung von Ethernet für deterministische Kommunikation mit präzisem Timing, die für Echtzeitanwendungen wie autonomes Fahren und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation unerlässlich ist.

Was ist der Unterschied zwischen Ethernet und Automotive Ethernet?

Die Unterschiede zwischen Ethernet und Automotive Ethernet liegen in der physikalischen Schicht. Die obige Kommunikation ist IP wie bei anderen Ethernet-Typen. Die physikalische Schicht wurde für die Anwendungsfälle in der Automobilindustrie optimiert, 100Base-T1 und 1000Base-T1 sind geswitchte Netzwerke als Standard-Ethernet, aber die Phy-Transceiver und -Kabel sind unterschiedlich und verwenden kostengünstigere Single Twisted Pair-Kabel mit Vollduplex-Kommunikation anstelle von Dual-Twisted-Pair, dies kann je nach Bedarf Shielded (STP) oder Un-Shielded (UTP) Twisted Pair sein. 10Base-T1S ist ebenfalls ein einzelnes Twisted-Pair, aber ein Multi-Drop-Bus (wie CAN) und kein geswitchtes Netzwerk.

Dies unterscheidet sich von der Diagnose über IP (DoIP), die von vielen Automobilherstellern für die Verbindung mit der SAE J1962-Diagnosebuchse verwendet wird, bei der es sich um Standard-100Base-TX-Ethernet, 4 Draht, Dual Twisted Pair handelt.

Warum wird Ethernet in der Automobilindustrie verwendet?

Die Kommunikation zwischen elektronischen Steuergeräten (ECUs) ist komplexer geworden, und der Netzwerkdurchsatz hat mit zunehmender Softwarefunktionalität in Fahrzeugen an Bandbreite zugenommen. Die Ethernet-basierte Kommunikation bietet eine hohe Bandbreite und noch mehr Flexibilität bei der Integration in Cloud-Dienste und Verbraucherprodukte. Auch wenn dadurch noch komplexere Normen und Protokolle hinzukommen, sind sie besser skalierbar als spezialisierte Automobilnetzwerke mit derselben Kommunikationssoftware, die im Laufe der Zeit die Aktualisierung erleichtert.

Wie hoch ist die Bandbreite von Automotive Ethernet?

Die erste Version von Automotive Ethernet, die von Broadcom als BroadR-Reach entwickelt und dann von der OPEN Alliance SIG als IEEE 100Base-T1 standardisiert wurde, hat eine Baudrate von 100 Mbit/s. In der Folge wurde 1000Base-T1 standardisiert und bietet 1 Gbit/s, und 10Base-T1S ist das neueste Modell, das eine kostengünstigere physikalische Schicht bietet, die 10 Mbit/s unterstützt, um eine Alternative zu FlexRay und CAN-Bus-Versionen mit hoher Baudrate zu bieten. Mehrere Baudraten von Ethernet können zusammen auf derselben Architektur verwendet werden, ohne dass ein komplexes Gateway verschiedener Protokolle erforderlich ist, was die Skalierbarkeit über die Lebensdauer einer bestimmten E/E-Architektur erleichtert.

Erfüllen Sie gesetzliche und sicherheitstechnische Anforderungen mit Automotive-Ethernet-Kommunikation

Die Informationen über Fahrzeugnetzwerke sind von gemischter Kritikalität – einige sind sicherheitsrelevant oder gesetzlich vorgeschrieben, während andere dem Komfort oder der Bequemlichkeit des Fahrers dienen. Die gleichzeitige Kommunikation sicherheitsrelevanter und nicht sicherheitsrelevanter Informationen stellt Anforderungen an die Verarbeitung und Darstellung solcher Daten und an die Netzgestaltung. Ethernet-Netzwerke bieten dem Netzwerkentwickler zusätzliche Konfigurationsmöglichkeiten. Sie können verschiedene Ebenen von Protokollen, Methoden und Elementen verwenden, um sicherzustellen, dass prioritäre Daten, Signale und Dienste sofort verfügbar sind, während mehrere Datentypen im selben physischen Netzwerk zugelassen werden.

Frühe Designverifizierung in der Automobilindustrie

Es gibt viele Vorteile, die das Automotive Ethernet im Vergleich zu herkömmlichen Kommunikationsprotokollen bietet, aber es muss entsprechend ausgelegt sein, um sein Potenzial voll auszuschöpfen. Außerdem haben Erstausrüster Konstruktionsregeln und Standards, die den Netzwerkentwicklungsingenieuren vorgeben, welche Schutzmaßnahmen in welchen Systementwicklungsszenarien zu verwenden sind. Softwarelösungen für die Automobilindustrie helfen bei der Einrichtung eines Entwurfsmodells, ermöglichen Konsistenzprüfungen, um den Konstrukteur zu Problemen zu führen, und stellen sicher, dass die Netzwerke vom Design her korrekt sind und in den Softwarekonfigurationsausgaben konsistent beschrieben werden.