汽车以太网简史

一、为啥需要新车载总线

在一个行业中，当一种新技术被开发和启用时，影响该技术成功的因素有很多。其中最重要的是该技术带来的益处以及自身成本。

第一个吃螃蟹的

2004年宝马决定从2008年起在其开始量产（SOP）的汽车中引入一个中央网管ECU，该中央网关结合两个功能：

1. 在车内不同的CAN、FlexRay和Most之间路由数据；
2. 作为与外界诊断接口和程序接口（ECU Software Update）；

而当时宝马使用的是高速CAN（HS CAN）接口并用OBD连接器将Tester链接到车载网络。HS CAN其物理极限速度是500kbit/s，而预计在2008年整车所需要刷写数据总量将超过1 GB，一些多媒体控制器（车载娱乐系统/抬头显示系统）有几百兆字节的软件数据（包括导航地图）。因此对于一辆装备精良的高端汽车，完成整车软件更新所需要的时间将超过16h。而在OEM产线上这样的刷写速度是绝对不允许的（软件更新的理想时间是15 min左右），如下图是刷写数据量和软件更新时间的预测：

 人无远虑，必有近忧。在这点上，确实需要我们反思！

言归正传，

• 为何需求新的车载通信介质？

随着技术不断提高和需求不断变化，以下几点原因促使需要引入一种新的通信总线介质到车载网络中：

1. 高精度的ECU应用代码，越来越需要更大的ECU内存；
2. 车内不断增加的ECU数量，导致车内总线带宽的瓶颈；
3. 汽车的不断进化，带来新的应用场景：并行的软件更新、远程诊断、大数据传输和车联网（车辆之间互联）

二、为何选择以太网

所要选择的总线通信介质必须满足：

1. Bandwidth：足够的带宽，可以满足新的需求；
2. Physical：物理总线连接后，通信要稳定可靠；
3. EMC：新的总线需满足车规级的电磁兼容性；
4. Cost：代价低；
5. Networking：有好的网络管理性；

市场上已存在的通信介质：

1）、Most：采用光纤和环形串联拓扑结构，网络拓扑性差，成本高。

1. 其没有足够的数据速率（MOST 25异步数据通道最大网络带宽仅有7Mbit/s），并且需要较高的资源需求；
2. 在实际使用中，Tester只是暂时与汽车连接，由于MOST需要一个环形拓扑，这意味着每次都需要在与网关之间添加一个环。

2）、USB：物理线束长度局限大（超过4米数据不能有效传输）、电磁干扰特性差以及没有网络和丰富的应用层协议；

USB作为一种众所周知的消费类接口，速率可以达到要求，但是在详细调研USB后，以下缺点导致无法将USB作为诊断接口：

1. 不充分的鲁棒性/抗扰性，想要获得充分的信号完整性，USB需要昂贵的电缆和连接器；
2. 电缆长度不足；
3. 没有网络支持，当需要多个Tester连接车辆时，需要更复杂的非标准捷荣和解决方案；
4. 新协议：必须为此开发汽车协议栈和驱动程序。

3）、Ethernet：通信速率和带宽满足需求，同时在其他领域得到广泛的应用推广，有现成的物理传输技术支持和丰富的应用层协议；

整合上述原因，将以太网引入到车载网络中。

引入以太网，会带来的应用场景变化如图：

1、可有线也可无线

 2、可通过网络使Tester端连接车辆端：

 3、通过网络，一个Tester可以连接多辆车

 4、通过网络，使多个Tester连接一辆车    

 

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总结

阐述需要新的总线原因和选择以太网原因。