未來車載網(wǎng)絡GBit以太網(wǎng)

汽車電子化程度的快速發(fā)展，使車內(nèi)電子產(chǎn)品數(shù)量逐年增加。隨著對車載通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸能力的要求日益增長，早期開發(fā)的MOST150車載網(wǎng)絡協(xié)議、FlexRay車載網(wǎng)絡協(xié)議和控制器局域網(wǎng)總線協(xié)議已經(jīng)不能滿足需求。為此，開發(fā)出了具有較高傳輸能力的快速以太網(wǎng)協(xié)議，該協(xié)議已經(jīng)在車載診斷系統(tǒng)中應用。但是，快速以太網(wǎng)協(xié)議不能滿足駕駛輔助系統(tǒng)、車載信息娛樂系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和區(qū)域控制器通信系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸要求。對此，本研究介紹了GBit以太網(wǎng)協(xié)議，該協(xié)議能夠實現(xiàn)1GBit/s的傳輸速度，若能將其應用在車載網(wǎng)絡中，將能夠滿足未來車載網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)傳輸能力的需求。

在GBit以太網(wǎng)中，其網(wǎng)絡模型與國際標準化組織制定的開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)模型不同，網(wǎng)絡模型分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、基礎網(wǎng)絡服務層、上層服務接口層和應用層。該網(wǎng)絡模型支持3種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：控制數(shù)據(jù)傳輸、同步數(shù)據(jù)傳輸和異步數(shù)據(jù)傳輸?？刂茢?shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要包括底盤控制系統(tǒng)和各控制器之間通信的數(shù)據(jù)，由于這種通信數(shù)據(jù)較少，在通信數(shù)據(jù)禎的禎頭報文中使用4個字節(jié)來區(qū)分。同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要包括車載娛樂系統(tǒng)產(chǎn)生的音頻或視頻數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)傳輸時不用路由，而是在流媒體端與網(wǎng)絡端之間直接建立通道。異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是非實時性的、體積流量大的數(shù)據(jù)，如互聯(lián)網(wǎng)信息、車載導航系統(tǒng)信息，這種數(shù)據(jù)傳輸時通過令牌環(huán)的方式在網(wǎng)絡中以非固定周期進行傳輸，接收時通過循環(huán)冗余編碼校驗的方式，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。這3種不同類型的數(shù)據(jù)流能夠同時傳送，并且相互之間不受影響，因而保證了GBit以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力。

但是，在將GBit以太網(wǎng)協(xié)議用在車載網(wǎng)絡中，還需要對其成本（如電纜和連接器）效益、功能安全、延遲特性和電磁兼容特性進行分析，同時還必須保證其能被廣泛采用，且具有改進的空間。

Karsten Schmidt et al.SAE 2015-01-0200.

編譯：王祥