發布日期：2022-04-20 點擊率：29
車載以太網是以太網的具體應用之一，通過車載以太網，車內的各電子設備之間可以實現通信。上篇文章中，小編對車載以太網的測試有所闡述。為增進大家對車載以太網的認識，本文將對車載以太網TCP/IP協議以及無人車車載以太網予以概述。如果你對以太網具有興趣，不妨繼續往下閱讀哦。
一、車載以太網TCP/IP協議
車載以太網是一種通過以太網使車內各個ECU實現通信的新型局域網技術，其中，TCP/IP協議提供點對點的鏈接機制，定義了以太網數據如何封裝、定址、傳輸、路由以及在目的地如何接收。
第1層為物理層，目前車載以太網的物理層技術是由OPEN聯盟推動的BroadR-Reach技術，BroadR-Reach技術提供標準以太網的MAC層接口，所以能夠使用與其他以太網類型相同的數據鏈路層邏輯功能及幀格式，另外，BroadR-Reach支持全雙工通信，可以使一條鏈路上的2臺設備能夠同時發送和接收數據，提高數據傳輸效率。第2層為數據鏈路層，根據IEEE 802模型OSI參考模型又可以分為兩個子層：邏輯鏈路控制(LLC)子層、媒體接入控制(MAC)子層。LLC子層主要負責為同一個網絡中的本地設備建立和控制邏輯鏈路并向第3層提供統一的接口;MAC子層則主要為設備控制和網絡接入管理定義具體機制。第3層為網絡層，主要是將從下層接收到的數據進行IP地址的封裝、解封裝和邏輯設備尋址。第4層為傳輸層，它負責讓設備之間建立邏輯連接，使數據進行可靠或者不可靠的發送，識別源應用進程和目標應用進程也是在這一層實現的。第5層為應用層，應用層負責實現終端用戶的應用和服務。
二、無人車車載以太網概述
傳統車載網絡大多數都是采用CAN總線、LIN總線、FlexRay總線、TTP總線和MOST總線等，它們都有相應的優缺點，但都有個共同點——帶寬普遍不高(第三代技術MOST150傳輸速率150Mbit/s)。無人車的通信數據帶寬需求比不上商用汽車，但隨著無人車技術的逐漸發展完善，整車各個子系統功能的拓展，車上各類傳感器的數量急劇增加，導致整個車載網絡的數據量大增，再結合無人車自主行駛所需的經過處理的激光雷達數據，可以得出車載網絡的帶寬需求已經是傳統總線式網絡難以滿足的結論。并且，無人車系統復雜度的提高和其功能高度集成化，在可靠性方面，總線通信方式比不上以太網拓撲結構。以太網的技術成熟為傳統車載網絡的這些問題提供了一種解決方案。在無人車的網絡中，地面控制站需要實時監測無人車的狀態，因此通信任務實時性必須得到保證。TTE基于傳統以太網技術發展起來，其區別就是TTE支持時間觸發和事件觸發兩種通信方式，前者保證數據通信實時性，后者保證帶寬高利用率。在無人車TTE網絡系統里，核心在于TTE交換機板卡和TTE端節點板卡的設計，根據整個通信網絡架構的需求對板卡功能進行軟件和硬件開發。
無人車網絡在可靠性方面采用三余度時間觸發通信架構，一條通信鏈路斷開，其他兩條鏈路也能替換工作，三條通信鏈路全斷開，整個網絡系統才會進入癱瘓狀態。TTE通信系統共用一個全局時鐘，系統中的設備按照固定時刻發送一些任務數據到目的設備，這種協作時分多址方法擴展了標準交換以太網協議，確保傳輸具有嚴格實時要求的消息，保證了設備間的高可靠性通信。全局時鐘的同步統一采用主從同步的方式，把TTE網絡里面的TTE交換機作為主節點，采用時間觸發通信方式的設備作為從節點，以一個主節點向其他從節點同時發送同步數據幀，從節點根據接收到的幀解析和傳輸延時修正本地時鐘，從而實現全局時鐘同步，程序簡單且精度較高。
從數據流來看，無人車的通信網絡系統采用主網與子網相結合的網絡結構，很大程度地集成了整個車載網絡系統里面各個設備的通信需求，且能保證高質量通信服務。傳統總線式的車載網絡難以適用于高速通信的大數據量傳輸，但是從整個車載網絡的工作境況來說，總線可以像LIN總線作為CAN總線的補充成為高速通信網絡架構的擴展。主網采用千兆帶寬的TTE，具有以太網接口的設備進行連接，支持圖像數據和感知數據的高速穩定傳輸;子網采用CAN、TTP等通信總線，實現低速、低成本、高質量的通信。
車載網絡系統采用一種類似樹形的拓撲結構，是對星形拓撲結構的拓展，并在保證通信高可靠性的情況下采用三余度通信架構。整個通信網絡以交換機為中心，交換機的各端口連接其他各個系統的通信設備，從而實現各設備間的數據通信，完成對無人車的行駛控制、任務控制和狀態監測。
以上便是此次小編帶來的“以太網”相關內容，通過本文，希望大家對車載以太網具備一定的認知。如果你喜歡本文，不妨持續關注我們網站哦，小編將于后期帶來更多精彩內容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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