车载以太网的应用及其结构设计

车载以太网的应用及其结构设计

汽车上安装电子控制单元（ECU）的数量逐年增加，通过这些不同ECU之间的协作，能够改善汽车驾驶特性和安全特性。要实现不同ECU之间的协作，不仅需要利用车载网络实现ECU之间的可靠通信，而且还需要尽可能地减少车载网络通信信息传输的延迟。因而，汽车行业对高传输速度车载网络的需求不断增加。此外，汽车上先进辅助驾驶系统的数量不断增加，为了保证这些系统性能的有效发挥，需要借助于高分辨率的传感器，使车载网络上传输的数据量急剧增加。综合考虑上述需求，以太网吸引了众多设计人员的注意。

将以太网应用在汽车上形成车载以太网，需要解决的关键问题是电磁兼容性（EMC）问题。车载以太网EMC包含两个方面：一是抑制车载以太网产生的辐射噪声；二是能够抵抗汽车内部和外部产生的电子干扰，具备一定的抗干扰特性。对于前者，已经开发出了能够抑制辐射噪声的车载以太网物理层；对于后者，则仍然需要继续研究。

在车载以太网的设计中，采用混合模式S参数进行车载以太网结构设计。混合模式S参数方法能够将较为复杂的车载以太网分解成一些子网，由此实现数据的差分传输（数据被转化为数字信号在两条传输线上传输，且两条传输线上的数字信号幅值相等，相位相反）。由于在差分传输中两条传输线上数字信号的差异用于表征需要传输的数据，因而在出现电磁干扰时，同时影响2条传输线，而2条传输线上数字信号的差异并没有出现变化，由此保证了车载以太网具有足够的抗干扰特性。

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

编译：李臣