車載通信技術の開発は、シリアル通信から産業用バス、バスネットワークにまで及びます。車載電子制御および情報デバイスの増加と情報サービスの需要の増加に伴い、車両におけるより高度なコンピュータネットワーク、特にマルチメディア情報の適用は避けられず、CANなどの車両における電子地図およびインターネット情報の適用も避けられないこのようなバスは一部の機能にしか対応できませんが、帯域幅や伝送形態に対応することは難しく、現在、車載用イーサネットはさまざまな高級車のシステムに採用されています。
イーサネットテクノロジーの成熟度と幅広いアプリケーションにより、人々は当然のことながら需要のこの部分を満たすためにそれを使用することを考えますが、ハードウェアとソフトウェアの現在のコストは、車両環境と車両のネットワークデータ伝送要件、およびイーサネットのために比較的大きくなります。ネットワークの元の設計には大きな違いがあります。車内でイーサネットを使用する場合は、適切に変更する必要があります。イーサネットの利点と特性を維持し、車両環境の要件を満たす必要があります。これは、オンボードイーサネットと呼ばれます。
図1：Su Ruiがテスライーサネットデータをクラック
車のネットワーク通信とネットワーク通信の伝送フレームのさまざまなデータタイプに応じて、Su Ruideは車のイーサネット車両情報通信のデータを収集します。テスラを例にとると、Su Ruideはすでにテスラモデル3ネットワーク拡張を備えていますそして車両回路図は、車両制御戦略データ研究として、LIN、CAN、CAN-FD、およびイーサネットを通じて、左（L）右（R）の車体コントローラーユニットBCM、モーターコントローラーユニット、および前部車体コントローラーのデータを取得します。データの取得と取得の開発、教育、車両ネットワークパート3 CAN、4 LIN、ただしLBCM（5 CAN、4 LIN）、RBCM（10 CAN、14 LIN（超音波レーダーが12を占有））よりも悪くない、たくさんのリソースがあります。
1.車載イーサネットによって送信される情報
車両で送信されるデータ情報の種類とこれらのデータの使用要件により、送信ネットワークの特性が決まり、車両ネットワーク標準の選択または設計の基礎にもなります。制御システムと車両の情報システムで使用および送信されるデータは、制御に分割できます。コマンドパラメータ、安全および運転支援情報データ、エンターテイメント情報（マルチメディア）データ、情報サービスデータ。
1.制御コマンドパラメータ
1）低帯域幅制御アプリケーション：これらの車載制御サブシステムには、電気ミラーの折りたたみや電動シートなどの安全制御システムを厳密に必要としないものを含め、低帯域幅と低サービス品質の要件が必要です椅子。
2）リアルタイム制御アプリケーション：これらの車載システムは、比較的低い帯域幅要件を持っていますが、サスペンションおよびブレーキシステム、ABS、トラクション制御システムなど、より高い要件と強力なリアルタイムパフォーマンスを備えています。これらのサービスには比較的高い品質が必要ですの。
2.安全および補助運転情報データ
ますます近代的な車に、ライダーセンサーまたはレーダーセンサーを使用したアダプティブクルーズコントロールシステム、逆レーダーおよび赤外線センサーを使用した夜間歩行者検出など、多くの組み込みの運転支援安全システムが装備されています。これらのデータは、運転の安全性に影響します。高い信頼性とリアルタイム。
3.娯楽情報（マルチメディア）データ
従来のインフォテインメントシステムに加えて、マルチメディアデータを送信し、より広い帯域幅を必要とし、一部のパッシブを含むアプリケーションに応じて、より高いサービス品質要件を持つ車に搭載されるビデオおよびオーディオデバイスが増えています。ドライバー用の360パノラマリバーシングカメラなどの安全システムには、アクティブセーフティシステム、フロントおよびリアの光学カメラを使用した車線逸脱検出も含まれます。これらもイーサネットで送信される典型的な情報です
4.情報サービスデータ
従来の測位とナビゲーションの電子地図データに加えて、車両とインターネット間の接続が改善され、情報を取得して情報をアップロードする機能により、従来のインターネットネットワークによって送信される情報と同様のデータ量が大幅に増加します。車載環境でも、ユーザーの使用や産業技術基盤の観点から、これらのデータにはイーサネットが適切な伝送ネットワークですが、現在のコストや研究開発コストが高すぎるため、広く普及していません。
第二に、車載イーサネットのパフォーマンス
従来のイーサネットアプリケーション環境と比較して、車載システムには次の特徴があります。
1）分布範囲が狭く、密度が高い。
2）。ノードには大きな違いと多くのタイプのデータがあり、データ伝送帯域幅、リアルタイムパフォーマンス、および信頼性の要件は複雑であり、さまざまな変更があります。
3）。業界の技術と機器の標準化、オープン構造、柔軟な拡張が必要です。
4）。ハードウェアテクニカルインジケーターの要件が高く、コストに敏感であるデータの収集、保守、配線、収集可能なデータリスト、およびイーサネットデータアプリケーションの効率要件を検討する必要があります。
5）ハードウェア規格は低くなりすぎない自動車業界の規格を満たすには、信頼性、環境パラメーターの使用、電磁両立性、環境保護、および低消費電力が可能な限り高くなる必要があります。
第三に、イーサネットを使用する利点
イーサネット設計の当初の意図は、車両環境に適用されるネットワークではありませんが、コンピューターネットワークの分野におけるテクノロジーとアプリケーションの基盤、および車両の技術開発とアプリケーション要件により、イーサネットには車両と比較できない他のいくつかの規格があります。主に次の点での利点：
1.技術は成熟しており、ソフトウェアとハードウェアの開発と生産には基盤があり、研究開発と生産サイクルを短縮し、効率を向上させ、コストを削減できます。
2.アプリケーション機能は他のシステムとのインターフェースが容易であり、コンピュータをインストールするのと同じように、さまざまなネットワークベースの情報アプリケーション技術および製品を車載システムに移植できます。
3.車載情報技術の発展傾向に合わせて、将来の自動車インターネットとモノのインターネットの相互接続は、5Gと組み合わせたイーサネット技術に依存する必要があり、将来、無限の想像力が存在する可能性があります。
4.それは自動車産業への成熟したIT技術の参入を助長し、車載情報技術、車両情報化およびインテリジェンスの開発を促進します。
5.すでにイーサネットに精通しているユーザーは、車載イーサネットに基づく情報サービス機能やシステムを受け入れる可能性が高くなります。
6.これは、車両のインテリジェント化およびさまざまな情報技術ベースの車両安全技術の促進に貢献し、それ以来、ソフトウェア定義の自動車の時代を切り開いてきました。
7.車載イーサネットの物理層要件をサポートするハードウェアテクノロジーとコストが検証されました。車載イーサネットシステムの一部のアプリケーションでは、ポルシェの車載ワイヤレス端末などの車載ネットワークを構築するために車載イーサネットを使用する可能性が検証されています。
図2：ポルシェゲートウェイ統合イーサネット
4.オンボードイーサネットをサポートするハードウェア
車載イーサネット技術の開発に伴い、関連するプロトコル標準を継続的に改善する一方で、車載イーサネットをサポートするハードウェア回路も継続的に開発されてきました。車載イーサネットのハードウェア回路は、2つのカテゴリに分類することもできます。1つは車載イーサネット通信メディアチップで、もう1つは車載イーサネット通信プロトコルをサポートするプロセッサです。一般的なイーサネットと比較すると、車載イーサネットは用途と保管温度範囲、電磁両立性、およびその他の側面は、自動車の環境要件を満たしています。車載情報技術と製品の潜在的な開発の期待に基づいて、従来の車載電子部品メーカーは車載イーサネット技術と製品を積極的に開発しただけでなく、ネットワーク業界の一部の企業も車載イーサネットの開発に積極的に参加しています。
図3：イーサネットデータの収集と送信をサポートする端末（Sui Ruide V81 ）
MaywellとMindray Semiconductorは、2012年に車載ネットワーク用の標準イーサネットベースの物理コンポーネントをリリースしました。フリースケールは、車載インフォテインメントシステムと統合車載情報サービス用のアプリケーションプロセッサのAVB iMX 6シリーズを発売しました。インフォテインメントプラットフォームの設計は、利便性を提供し、ハードウェアおよびイーサネットスイッチソリューションを通じて実際の自動車用イーサネットAVBの開発をサポートします。SureTechは、多数のライブラリ機能で使用されるiMX 6に基づくTBOX製品のV81シリーズを開発しました車両制御戦略、CANメッセージの収集と送信、5GおよびIoV端末、ザイリンクスとHarman International Group Co.がフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）プラットフォーム用のCORETM IPコアを開発、NXPが車両指向のイーサネットネットワークを開始トランシーバーTJA1100とイーサネットスイッチSJA1105の製品の組み合わせには、車載イーサネットに必要な多くのハードウェア機能があり、OPEN Allianceによって指定された規格に準拠しています。テレマティクス、インストルメントクラスタ、カーオーディオホスト、イーサネットに接続された車両ステーションモジュールは、幅広いアプリケーションシナリオを有し、ルネサス車両用情報端末SOC R-CARシリーズ、車載AV BZ /シリーズは、車両イーサネットAVBのサポートを実現しています。
5、イーサネットアクセスの基本的なプロセス
イーサネットのマスターノードとスレーブノードに違いはありません。ネットワーク回線を介した情報の送信を調整するために、CSMA / CDメカニズムを使用してバスを使用する権利を取得します。基本的な作業プロセスは次のとおりです。
1.ノードがネットワークを介してデータを送信する場合、まずネットワークが「アイドル」（ネットワークに送信状態のデータがない）かどうかを確認し、ネットワークが「ビジー」（データがネットワークの送信状態）の場合は、クエリと待機を続けます。
2.ネットワークがアイドル状態になると、ノードはデータの送信を開始します。このとき、この「アイドル」の瞬間を待っている複数のノードが存在する可能性があり、「アイドル」になると、ノードは独自のデータの送信を開始します。
3.送信ノードが「障害」があると判断した場合、データの送信が中断され、送信されたデータも削除されます。ランダムな待機の後、ネットワークは一連のデータ送信を再開します。
CSMA / CDネットワークアクセス方式では、データパケットの最大伝送時間を制御するために、イーサネットネットワークの範囲が制限されている必要があります。データパケットパラメータは次のとおりです。
表：イーサネットパケットパラメータ：
| シリアル番号 |
フィールド名 |
長さ/ B |
効果 |
解説 |
|
1 |
前文 |
7 |
ネットワークノードは同期されたクロックパルスを維持します |
プリアンブルとデリミタの組み合わせには、クロック同期の機能があります |
| フレーム開始区切り文字 |
1 |
パケット開始フラグ |
||
| 2 |
宛先アドレス |
6 |
データ受信ポイントのMACアドレス |
|
| ３ |
送信元アドレス |
6 |
データ送信ポイントのMACアドレス |
|
| 4 |
タイプ/長さ |
2 |
イーサネットデータはデータの長さを正確に処理します |
0〜1500の範囲 |
| 5 |
データ |
46〜1500 |
データ情報 |
データが46バイト未満の場合に入力する必要があります |
| 6 |
フレームチェックシーケンス |
4 |
チェックコード |
受信側でデータを検証するために使用されます |
6.車両イーサネットに基づくアプリケーション
自動車メーカーは車載イーサネットアプリケーション技術を重要視し始めており、多くの主流の自動車メーカーが車載イーサネット関連規格の策定と推進に参加しています。
BMW X5は、周辺監視カメラモジュールとECUを接続する経路で100 Mbit / sの伝送速度を達成できる車載イーサネット技術を使用して画像を送信し、車載情報端末と中央ゲートウェイを接続する情報通信システムの伝送経路でイーサネットを使用します。
トヨタはイーサネットをベースとした車載LANインターフェース仕様を開発し、ルネサスエレクトロニクスやブロードコムと協力して国際標準化に向けた活動を開始しています。
イーサネットデータ伝送技術では、UTPのペア（非シールドツイストペア）を使用して、100 Mbit / sの伝送速度を達成できます。物理層は、アナログ伝送媒体とデータMACコントローラー間のインターフェースとしてNXP TJA1100を使用して、自動車業界のEMC要件を満たし、最大25Mのケーブル長をサポートできます。2014および2015 BMW X5、2015ジャガーXJおよび2015モデルフォルクスワーゲンパサートには、便利な車両イーサネット技術があります。
先進のドライバーアシスタンスシステムに車載イーサネットを適用することで、情報の送信と統合のニーズが効果的に解決されます。最新のADASシステムは通常、高速イーサネットを使用してデータリンクを構築し、複数の高ダイナミックレンジメガピクセルカメラを接続します。
車載機器とデバイス間の通信は、主に有線の車載ネットワークを使用します。さまざまな情報伝送に応じて、CAN、LIN、MOST、FlexRay、オンボードイーサネット、その他のネットワークが使用されます。一部のデバイスは、通信されるパーツが相対的に動くため、ワイヤーで直接接続できないか、不便になる場合があります。タイヤの空気圧監視システムなど、ワイヤレス伝送を使用します。
上。
