《電子技術(shù)應(yīng)用》
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豐田將采用車載以太網(wǎng),并啟動(dòng)戰(zhàn)略性標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)

2011-07-10
作者:EEworld
來源:EEworld

關(guān)鍵字:豐田車載以太網(wǎng)

  豐田制定了基于以太網(wǎng)(Ethernet)的新型車載LAN接口規(guī)格,,并與瑞薩電子及美國(guó)博通聯(lián)手合作,,開始開展旨在實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的活動(dòng),。對(duì)該規(guī)格表示出興趣的德國(guó)寶馬與美國(guó)通用汽車(GM)等也希望今后能一同參與合作。

  車載LAN接口規(guī)格根據(jù)車身系統(tǒng),、控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng),,分為數(shù)據(jù)傳輸速度不等的CAN、LIN,、FlexRay,、MOST及1394 Automotive等,并且很多已達(dá)到實(shí)用水平,。其中,,此次的“車載以太網(wǎng)”同時(shí)涵蓋控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)兩者(圖1)。豐田計(jì)劃盡快使其達(dá)到實(shí)用水平,,并表示“尤其是信息系統(tǒng),,為了在某種車型上采用,現(xiàn)已開始與量產(chǎn)部門進(jìn)行商討”,。

圖1:包括控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)在內(nèi)的車載以太網(wǎng)
車載LAN接口規(guī)格有CAN及FelxRay等,。其中,豐田等提出的車載以太網(wǎng)被定位為包括控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)兩者在內(nèi)的規(guī)格,。數(shù)據(jù)傳輸速度尚未確定,,因此上圖所顯示的是預(yù)計(jì)值。

為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)立聯(lián)盟

  豐田在2007~2008年就開始考慮采用以太網(wǎng),。該公司在2004年設(shè)立了計(jì)劃實(shí)現(xiàn)車載LAN接口規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化等的團(tuán)體“JASPAR”,,為提高FlexRay的功能等,,與日本國(guó)內(nèi)汽車廠商及部件廠商等積極進(jìn)行了開發(fā),。但關(guān)于車載以太網(wǎng),豐田表示,,“當(dāng)時(shí),,沒有一家廠商對(duì)它感興趣,因此只好在公司內(nèi)部對(duì)其進(jìn)行了探討”,。

  除了豐田這一舉措之外,,2009年美國(guó)思科系統(tǒng)與美國(guó)英特爾等還設(shè)立了計(jì)劃將以太網(wǎng)應(yīng)用于汽車等的團(tuán)體“AVnu Alliance”。為了在家中及車內(nèi)構(gòu)建高品質(zhì)的音視頻環(huán)境,,該團(tuán)體將推進(jìn)以太網(wǎng)的采用,。具體而言,將構(gòu)建一個(gè)采用IEEE802委員會(huì)制定的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)“IEEE802.1 Audio/Video Bridging(AVB)”(以下,Ethernet AVB)等,,處理高品質(zhì)語(yǔ)音及視頻數(shù)據(jù)的框架,。

  豐田認(rèn)為,“他們是想和我們做同樣的事情,。這點(diǎn)不容忽視”,,因此向AVnu Alliance的主要成員博世發(fā)出邀請(qǐng),并在2010年開始聯(lián)手合作,。另外,,還在日本國(guó)內(nèi)與原NEC電子(現(xiàn)瑞薩電子)進(jìn)行合作,為實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化,,采取了3家公司合作的體制(圖2),。瑞薩電子也于2011年6月正式加盟了AVnu Alliance。

圖2:為實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化開展合作
豐田與瑞薩電子及博通開展合作,,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)車載以太網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化,。

 提案包括車載方面的單獨(dú)要求

  豐田選中以太網(wǎng)的原因包括,為了提高汽車的安全性,,用戶開始不斷要求提高車輛的駕駛控制性能,,這就需要更高速及更高可靠性的通信網(wǎng)絡(luò);信息系統(tǒng)LAN需要同時(shí)處理語(yǔ)音及影像,;隨著周圍監(jiān)控?cái)z像頭配備數(shù)量的增加,,通信量也在不斷增大等。

  除了可以滿足以上條件,,以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)還包括可利用現(xiàn)有物理層等削減開發(fā)成本,、今后還可向光纖標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展,以及可與個(gè)人電腦及移動(dòng)終端輕松連接等,。不過,,如果想在汽車上利用現(xiàn)有的以太網(wǎng),因其延遲時(shí)間無(wú)法得到保證,,所以很難做到實(shí)時(shí)性,,此外故障恢復(fù)時(shí)間最多會(huì)需要數(shù)十秒左右,因此故障保護(hù)(Fail Safe)功能也不穩(wěn)定,。

  因此,,豐田在以太網(wǎng)中追加了作為車載LAN所需的技術(shù)要求,并且制定了可涵蓋控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),。實(shí)際上,,就是對(duì)AVnu Alliance推進(jìn)的Ethernet AVB進(jìn)行了擴(kuò)展(圖3)。比如,,Ethernet AVB因以應(yīng)用于影像傳輸系統(tǒng)(信息系統(tǒng))為前提,,所以7跳(hops)的延遲時(shí)間為2ms,,而車載以太網(wǎng)為包括控制系統(tǒng)在內(nèi),縮短到了125μs,。
 

圖3:基于Ethernet AVB制定
車載以太網(wǎng)以Ethernet AVB為基礎(chǔ),。標(biāo)準(zhǔn)化方面,比如控制系統(tǒng)預(yù)定2011年7~8月決定是否為標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象,。

  豐田與瑞薩電子,、博通共同制作了白皮書,并得到了AVnu Alliance的許可,,已于2011年4月底發(fā)行,。關(guān)于信息系統(tǒng),今后預(yù)定由AVnu Alliance的工作組進(jìn)行討論,。關(guān)于控制系統(tǒng),,則力爭(zhēng)通過IEEE802.1 Ethernet AVB Gen.2實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,在2011年3月舉辦的IEEE會(huì)議上,,三家公司聯(lián)名提出了車載控制系統(tǒng)方面的要求,。

 

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