车载以太网有哪些优势?自动驾驶为何需要车载以太网?

以太网随着社会应用的发展，也演变出一些具体的类型，比如以太网交换机、车载以太网、工业以太网等等。为增进大家对以太网的认识，本文将对车载以太网的优势、车载以太网在自动驾驶中的应用予以介绍。如果你对以太网具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、车载以太网优势

车载以太网是在汽车中连接电子元器件的一种有线网络。其设计初衷是希望满足汽车行业对带宽、延迟、同步、干扰(例如 电磁干扰(EMI))、安全性和网络管理等方面的要求。车载以太网的概念最初是由 Broadcom 提出的，后来 OPEN(单对以太网)联盟采纳了这一标准并承担起管理职责。OPEN 推广 Broadcom 的 100 Mbps BroadR-Reach 作为多供应商许可解决方案。100 Mbps PHY 实施借鉴了 1 Gbps 以太网的技术，能够在一对线缆上实现 100 Mbps 双向传输。此技术使用了更先进的编码方案，可以消除回声，将基本频率(从 125 MHz)降至 66 MHz。这使得以太网能够达到汽车 EMI 技术指标。IEEE 和 OPEN 联盟已在 IEEE 802.3 和 80。

由于以太网几十年来一直是局域网(LANs)的标准技术，它在各种通信方式的发展中发挥了重要作用。随着时间的推移，已经开发、实现和验证了大量传输方法和协议，以提供在以太网网络上运行的丰富功能。

TCP/IP是实现Internet连接和应用程序的协议套件，从一开始就在以太网上使用，带来了诸如电子邮件、万维网访问、文件传输、即时消息传递等基本功能。音频-视频桥接(AVB)是另一套通信标准，设计用于在以太网上运行，将网络转换为适合于高质量信息娱乐系统的音频和视频流的实时系统。除了TCP/IP、AVB和其他通信套件提供给以太网的成千上万个应用程序之外，还有许多协议实现了支持功能，如地址解析、网络跟踪、时钟同步等。所有这些都是在IEEE和Internet Engineering Task Force (IETF)等组织定义的标准中定义的。

所有这些协议、套件、应用程序和实用程序都被设计为在任何类型的以太网上运行，而不管它的底层实现如何。因此，立即将以太网应用到汽车上意味着这些能力也可以应用到汽车上。反过来，这使汽车应用程序的开发人员能够访问大量的行业标准、广泛实现和彻底“经过实战测试”的功能和能力。

此外，以太网不仅为汽车公司提供了无数的协议和应用选项，还使它们获得了更大的人力资本池，使传统技术和汽车技术公司之间实现了以前不可能实现的协同增效。车辆中的电子控制单元(ecu)之间的通信将不再基于该行业独有的技术;他们将使用几乎所有其他行业的相同技术。这反过来又会使行业间的合作变得更容易，为先进的功能和用途开辟了可能，这些功能和用途到目前为止还只是推测，而其他的还有待于设想。我们将很快拥有先进的音频和视频流媒体功能的汽车，传统上只有在家庭或专业系统中才能找到;汽车与收费亭交谈;智能充电系统;以及自动驾驶汽车领域的进一步发展。汽车和非汽车行业的整合趋势是由博通(Broadcom)这样的公司主导的。博通是一家总部位于加州的半导体公司，传统上它的大部分收入来自汽车行业以外，但现在它正在成为这个市场的一个重要参与者。

二、自动驾驶系统需要车载以太网

推动汽车行业创新的主要动力可分成三大类：增强安全性、保护环境，以及通过互连提高便利性。为了实现这些目标，汽车制造商、汽车供应商、政府、学术界甚至传统汽车行业之外的企业(如无线芯片制造商、移动设备制造商和无线服务提供商)都纷纷参与进来，全力开发先进驾驶辅助系统(ADAS)、互联汽车技术乃至最终的目标 — 自动驾驶汽车。

ADAS 和自动驾驶汽车需要通过高带宽和低延迟的网络来连接所有传感器、摄像头、诊断工具、通信系统以及中央人工智能。

目前，线束无论从重量还是成本上来说，都在所有汽车零部件中排名第三。在汽车组装过程中，车载以太网的完整模型，线束安装占到了人工成本的 50%。

车载以太网是应对这些挑战的新兴解决方案。就像 W iFi 是专用短程通信(DSRC)的基石一样，以太网在传统局域网(LAN)领域也是众所周知、值得信赖、应用广泛的解决方案。以太网有很多优势，例如多点连接、更宽带宽和低时延等等，这对于汽车制造商来说极具吸引力。不过若是在汽车中使用，传统的以太网还是噪声太大，很容易受到干扰。为了满足汽车行业的特定需求，IEEE 现已制定了新的标准和协议。

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