車載以太網(wǎng)的應(yīng)用及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

汽車上安裝電子控制單元（ECU）的數(shù)量逐年增加，通過這些不同ECU之間的協(xié)作，能夠改善汽車駕駛特性和安全特性。要實(shí)現(xiàn)不同ECU之間的協(xié)作，不僅需要利用車載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)ECU之間的可靠通信，而且還需要盡可能地減少車載網(wǎng)絡(luò)通信信息傳輸?shù)难舆t。因而，汽車行業(yè)對(duì)高傳輸速度車載網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增加。此外，汽車上先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)的數(shù)量不斷增加，為了保證這些系統(tǒng)性能的有效發(fā)揮，需要借助于高分辨率的傳感器，使車載網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量急劇增加。綜合考慮上述需求，以太網(wǎng)吸引了眾多設(shè)計(jì)人員的注意。

將以太網(wǎng)應(yīng)用在汽車上形成車載以太網(wǎng)，需要解決的關(guān)鍵問題是電磁兼容性（EMC）問題。車載以太網(wǎng)EMC包含兩個(gè)方面：一是抑制車載以太網(wǎng)產(chǎn)生的輻射噪聲；二是能夠抵抗汽車內(nèi)部和外部產(chǎn)生的電子干擾，具備一定的抗干擾特性。對(duì)于前者，已經(jīng)開發(fā)出了能夠抑制輻射噪聲的車載以太網(wǎng)物理層；對(duì)于后者，則仍然需要繼續(xù)研究。

在車載以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，采用混合模式S參數(shù)進(jìn)行車載以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。混合模式S參數(shù)方法能夠?qū)⑤^為復(fù)雜的車載以太網(wǎng)分解成一些子網(wǎng)，由此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的差分傳輸（數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)在兩條傳輸線上傳輸，且兩條傳輸線上的數(shù)字信號(hào)幅值相等，相位相反）。由于在差分傳輸中兩條傳輸線上數(shù)字信號(hào)的差異用于表征需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，因而在出現(xiàn)電磁干擾時(shí)，同時(shí)影響2條傳輸線，而2條傳輸線上數(shù)字信號(hào)的差異并沒有出現(xiàn)變化，由此保證了車載以太網(wǎng)具有足夠的抗干擾特性。

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

編譯：李臣