以太网正为你而来

2019年1月16日

以太网正为你而来

汽车以太网。这真的是一件事。如果我们要以任何有意义(和安全!)的方式交出控制权，我们的汽车必须比我们的手机更智能。如今，汽车周围的数据传输有多种形式。我最近租的是一个带有蓝牙配对功能的滚动WIFI热点，用于信息娱乐。很自然地，在那辆黑色的大雪佛兰周围，到处都是老式的USB接口，而烟灰缸就是放在那里的。别忘了GPS系统。我们既可以与熟悉该地区的机器交互，也可以简单地按一下通用汽车的OnStar按钮，让真人为我们查找。

这只是普通的汽车驾驶之外的客户界面。最后，在南佛罗里达，我只能靠手机问路，并熟悉一般的车队交通工具。手机目前有优势。黑斑羚的命运确实暗淡，但新的事物正在地平线上。没有人想被发现自己没有伸手去拿戒指。以太网是实现这一目的的手段之一。

什么是以太网?

从物理的角度来看，以太网是一个串行端口。一个连接器和几根电线。它与后来的版本相比较USB在这方面。汽车行业也有类似的标准，称为CAN-Bus。它与行业一起成长，作为低速和容错的双绞线从一端运行到另一端，并根据需要断开。在120欧姆差分时，can总线的阻抗比我们通常看到的要高一些。

图片来源:作者

物理结构为100英里/小时的测试而硬化。一直以来，在媒体访问控制(MAC)子层中发明了沿着管道向下移动数据的新方法。取决于你问谁，它也可以代表中等访问控制。在“堆栈”中，MAC位于PHY层的正上方。这是我们。这两层构成堆栈的基础，是所有IEEE 802.3-something文档试图定义的东西。MAC是数据链路层的下半部分，是逻辑链路控制(LLC)子层的近亲。

“标准”操作

这些标准的重点是提出关于比特流形式的令人满意的细节。基本上，我们是根据一次发送多少位来构建数据的，如何在接收端解释它们，以及一旦检测到损坏的数据该如何处理。帧将停止位、奇偶校验和双工作为协议。我已经有一段时间了，我记得当时我的1200波特调制解调器也是同样的设置。这些属性是普遍存在的。

这些标准还建立了一个层次结构，规定在发生时间冲突时，哪些类型的数据获得优先级。构成中枢神经系统的车辆电子控制单元的输入过载一直是一个问题。简单时代的8位系统被16位系统所取代，以此类推。

在软件/硬件边界处进行分类

标准的媒体独立接口(MII)是基线，使用16个引脚。其次是MII降低(6或10?引脚)和千兆MII，当然还有简化千兆(RGMII)。然后是串行千兆媒体独立接口，最后是10千兆XGMII，目前它将回到许多引脚。(XAUI,代表!)

图片来源:剑桥大学

标准的发展主要是关于这些类型的操作规范，以及每次更多的数据吞吐量。丢包或高误码率通常可以追溯到某种程度上的糟糕设计，因此对我们来说，至少略读一下测试台上发生的事情是有用的。我不是一个“全栈”开发人员，但这些东西一次会吸收一点。趋势总是更快、更可靠、更安全，同时保持向后兼容性。

这是最后一件事，兼容性，正在帮助迎来以太网汽车技术的浪潮。在过去的几年里，网络巨头们经常会看到他们对标准的强制性10倍改进。在此之前，汽车装配线从未考虑过如何适应这种数据速率。传感器融合，将许多数据流实时转化为可操作的信息需要一个大管道。几乎可以分析的驾驶的每个方面都有一个传感器。

数据驱动的

每一秒的操作都涉及大量的数据。车辆想知道四个轮胎是否都在地面上并在旋转。它需要知道你是在海平面还是在山口，这样它才能精确地调节空气/燃料的混合物。如果你不得不花钱购买新的空气质量传感器，请举手。好了，把它放下。汽车应该打开前灯还是雨刷?问问传感器。它会提醒你在你的盲区有车吗?传感器。是时候打开安全气囊了吗? All of them? Now? How about now? Inquiring cars need to know.

这些都是在我们考虑生物舒适和信息娱乐系统之前。我的汽车嗅着外面的空气，如果它认为我可能不喜欢外面的气味，就会把空调调到再循环模式。它永远不会结束。所有这些都是数据驱动的。即将推出的5G将使人们从未想过的应用成为可能。如果数据来自同一个剧本，那么与该网络的同步将更容易。随着不法分子使用更复杂的黑客技术，安全担忧是真实存在的。以太网社区一直在进行这场斗争。

汽车以太网标准的最新版本是IEEE的802.3bw-2015。你可能已经在局域网络中开车了。Teledyne LeCroy的David Maliniak表示，与LIN (19.2 kb/s)、CAN FD (15 Mb/s)、FlexRay (10 Mb/s)和MOST(共享25、50或150 Mb/s)相比，汽车以太网提供了更高带宽的数据传输。