基于车载以太网方案齐发，以太网普及指日可待

中心议题：
    *  众厂商基于车载以太网方案齐发，以太网普及指日可待

“各大汽车厂商和部件厂商对将以太网用于车载网络，尤其是用来传输控制系统和信息系统的信号尤为关注。” 美国博通公司基础设施及网络集团高级总监、车载以太网产品负责人Ali Abaye表示。在近日的嵌入系统开发技术展上，飞思卡尔、瑞萨、力科、德国大陆集团等厂商基于车载以太网方案齐发，由此可见车载以太网普及指日可待……

博通为了推进车载以太网的标准制定和普及，于2011年11月成立了“OPEN（One-Pair Ether-Net） Alliance SIG”。 除了德国宝马及韩国现代汽车等汽车厂商外，美国博通、美国飞思卡尔半导体、美国哈曼国际工业以及荷兰恩智浦半导体等部件厂商也都加盟其中。

OPEN Alliance SIG正在制定以博通的“BroadR-Reach”传输技术为基础的车载以太网物理层标准，数据链路层考虑采用以太网AVB。

BroadR-Reach的特点是，用一条无屏蔽双绞线（1对）进行全双工通信，可以实现100Mbit/秒的以太网。普通的以太网要想实现100Mbit/秒的速度，需要使用两根带屏蔽的双绞线（2对）。减少信号线的使用，可以相应地减轻重量和降低成本。

演示影像传输

OPEN Alliance的成员企业分别公开了可展示BroadR-Reach上述特点的演示。博通利用该公司的BroadR-Reach物理层LSI以及配备该物理层和多个输入输出端口的开关LSI进行了工作演示。演示内容包括向车载显示器输出影像信号、传输摄像头拍摄的影像数据、向放大器传输音频数据等（图2）。

 
图1：博通公司的演示

德国大陆集团（Continental）展示了利用车载以太网连接多台基板和电子产品，并使其联动的车载网络系统样品。

该系统将各基板和电子产品与作为网关的基板连接，使之协调运行（图2，3）。展示的样品中配置了网关基板，以及利用车载以太网与之相连的连接车载摄像头的基板（左上）、可播放导航信息和影像的信息终端（上侧）、具备无线通信功能的基板（右上）以及与扬声器连接的放大器装置（右侧）。

网关基板与其左侧的无钥匙进入系统（Keyless Entry）用控制模块之间用CAN连接。

 
图2：大陆公司的样品。经由车载以太网连接网关基板（中下）和车载摄像头的基板（左上）、信息终端（上侧）、具备无线通信功能的基板（右上）以及连接扬声器的放大器装置（右侧）。网关基板与其左侧的无钥匙进入系统用控制模块利用CAN连接。

 



图3：网关基板

在连接车载摄像头的基板中，基板与摄像头也利用车载以太网连接（图4），向摄像头供给驱动电力。博通没有公开BroadR-Reach中一根双绞线可传输的最大电力，不过表示至少“能供给驱动摄像头所需的5～6W”（博通的Abaye）。

 
图4：连接车载摄像头的基板。基板与摄像头利用车载以太网连接

另外，大陆集团公开了利用WLAN连接智能手机和具备无线通信功能的基板，将连接信息终端的SD卡内存储的影像数据传输到智能手机上进行播放的演示。

除此之外，还公开了将CAN信号传输到以太网线缆上操作设备的演示。用户按下按键，无钥匙进入系统用控制模块检测到该信号后就会打开车锁。同时，将按压按键的信息通过CAN传输至网关基板，并从基板发送至信息设备使其启动。

飞思卡尔、瑞萨、力科基于车载以太网的方案

飞思卡尔半导体演示了基于车载以太网的摄像头系统工作的情形（图6，7）。该系统的4个摄像头经由车载以太网与博通公司的开关IC连接，把4个摄像头拍摄的影像分成4个画面在小型显示器上显示。将WXGA、30帧/秒的影像编码成motion JPEG，以35Mbit/秒的速度传输。面向车载以太网，飞思卡尔半导体计划除了摄像头中内置的MCU外，还采用与开关IC连接的处理器（演示中利用的是i.MX6）。

 
图5：飞思卡尔半导体公开的利用车载以太网的摄像头系统的工作演示

  飞思卡尔半导体的演示解说板




图6：飞思卡尔半导体的演示解说板

瑞萨电子公开了利用以太网AVB（IEEE802.1 Audio/Video Bridging）进行传输的演示。具体的方法是，利用H.264算法对摄像头拍摄的高清视频进行编码，压缩成1/20左右后，利用以太网AVB进行传输（图8）。

瑞萨电子利用博通公司的车载以太网物理层LSI，在FPGA上安装了以太网AVB用控制器电路和以太网MAC控制器电路等。将来计划在瑞萨电子的SoC等上配备以太网AVB用控制器电路等。


图7：瑞萨电子用H.264算法对摄像头拍摄的高清视频进行编码，压缩成1/20左右，利用以太网AVB进行传输。

LeCroy的BroadR-Reach的物理层测量解决方案

美国力科（LeCroy）公司展出了BroadR-Reach的物理层测量解决方案（图8）。除了该公司的测量机外，还提供面向BroadR-Reach物理层的软件等。据该公司的解说员介绍，目前，“提供BroadR-Reach测量解决方案的只有力科”。


图8：美国力科公司的BroadR-Reach物理层测量解决方案

Abaye表示，2013年车载以太网将配备到汽车上。在摄像头系统用途中，预计支持BroadR-Reach的LSI将得到采用。

目前，BroadR-Reach的最大数据传输速度为100Mbit/秒，今后计划将数据传输速度提高至1Gbit/秒。1Gbit/秒的物理层标准将在OPEN Alliance协商制定。

关于1Gbit/秒的标准制定时间，Abaye表示：“据我个人的预测，确定标准大概需要3年左右的时间。”

延伸阅读

Vector Japan展出评估车载以太网的车载网络验证工具

Vector Japan展出了评估车载以太网的验证工具“CANoe.IP（Option IP）”。目前，在部分车载网络中采用以太网的的动向日益活跃，例如德国宝马等公司就计划在以网络连接多个摄像头的驾驶员辅助系统中采用以太网。

CANoe.IP是在“CAN（Controller Area Network）”网络的验证工具“CANoe”中增加以太网验证功能的Option IP。该工具可将经由网关连接的CAN信号与以太网信号连接至一台PC，进行多种模拟及测试，因此有助于提高CAN网络与以太网共存的车载网络的开发效率。