#通訊 #汽車電子 #車聯網IoV #車載乙太網路 #量測
【「車用乙太網」簡化通訊設計、配線重量及連接成本】
車用電子複雜度越來越高,越來越多的感測器、控制器、高頻寬介面,都需要更高速的資料傳輸速率及更可靠的網路;車內不同子系統之間,也需要互相傳遞資訊溝通。乙太網路技術作為一種自動連線標準,可透過提供集中化、高效的網路傳輸,降低生產成本與設計複雜度。與現今各自使用專利標準相比,車載乙太網路提供各家製造商單一標準,減少 30% 車用配線重量及 80% 車內連接成本。
今日車用配線的複雜度、成本、重量都急速增加,是車上第三大成本支出、且是第三重的零組件!目前,各家製造商都使用各自獨特的專利標準來進行車間通訊,且零件通常都需使用指定的銅線或纜線;乙太網路系統的單一連結標準可供各家製造商使用,且能改善車用零組件之間的溝通。博通 (Broadcom) 基於乙太網路實體層 (PHY) 所開發的 BroadRReach 技術,是專為車聯網應用打造的技術。
另 IEEE 已將 802.3bw (100Base-T1) 技術標準化並將其擴大,加入 802.3bp (1000Base-T1),並由 OPEN 聯盟 (One-Pair EtherNet,單對乙太網路聯盟) 維護車載乙太網路標準。在汽車生態系統中的每個子系統,都是車間通訊的重要元件,涵蓋多層式設計、工程與測試等團隊。乙太網路可讓每個團隊了解這些子系統間的溝通,並將其整併至更高效的網路中。
在符合 BroadR-Reach、100Base-T1 與 1000Base-T1 規範下,驗證實體介質連接子層 (PMA)、實體層 (PHY) 與實體編碼子層 (PCS) 的測試與測試環境架設,不但複雜且非常耗費時間。車載乙太網路相容性測試由規範內訂立的測項所組成,然而,此測試需要 15 種不同的配置、包含10 種以上的測試儀器、車用配線、纜線、連接器及測試夾具,以符合規範的發射、接收與鏈路區段測試。
可執行端到端功能與符合標準之相符性測試,且搭配選擇性協定解碼功能的測試方案,能測試實體介質連接子層 (PMA) 之發射端與接收端的電子訊號、控制實體編碼子層 (PCS) 與實體層 (PHY)、介質相關接口反射損耗,供驗證主要零件的車用設計符合 BroadR-Reach 與 IEEE 標準,以了解車用系統是否通過必要的標準相容性測項並深入問題本質,省下研發時間。
延伸閱讀:
《車載乙太網路解決方案》
http://compotechasia.com/a/tech_applicati…/…/1116/40420.html
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#是德科技Keysight #E6961A/E6962A/E6963A
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#通訊 #汽車電子 #蜂巢通訊 #匯流排 #時間敏感網路TSN #OBDII診斷 #車用乙太網 #媒體導向系統傳輸MOST
【汽車通訊面面觀】
Wi-Fi 和 LTE 蜂巢通訊日益普及,為人們提供了和世界保持動態聯繫的最佳管道。乙太網和 MOST 技術的運行速度高達數百 Mbps,均適用於傳輸海量的資訊;另一種廣泛應用的汽車匯流排 CAN 的運行速度則低得多,一般低於 1 Mbps。而不久前剛剛問世的最新一代 CAN FD 技術的速度大約在 10Mbps 左右。當車輛處於停車狀態或在不同的網域之間進行通訊時,乙太網是連接 IT 基礎設施的最佳解決方案;MOST 技術則更適用於連續傳輸資料流程,如音訊或視頻連接。
在汽車網路技術方面,基於封包技術的 IP 通訊方式仍將是各個不同網域之間互聯的首選方式。部分用於這類通訊的更高級別協定也開始出現在各種汽車應用,而原來的專有解決方案正等待 IEEE 審核,期成為標準。單股雙絞線 100 Mbps 網路標準本質上是對博通公司 (Broadcom) BroadR-Reach 技術的一種重新包裝,其他半導體公司有了這一技術授權就可開發自己的 IC 產品。此標準現被稱作 100BASE-T1,類似家居和辦公場所常見乙太網應用所採納的 100BASE-TX 標準。
其中,T1 指的是單股雙絞線電纜,而 1 Gbps 技術現在被稱為 1000BASE-T1。諸如車身和引擎控制此類典型獨立系統之間的相互作用,將受益於標準化的通訊網路。MOST 技術還包含一個專用的乙太網封包通道。越來越多品牌的 OBD-II 連接器開始採納標準的乙太網實體層 (100BASE-TX),使車輛可以快速連接至汽車服務機構的 IT 基礎設施,無論是透過無線基礎設施還是有線乙太網連接,專門針對不穩定通訊鏈路的機制都會大大受益於汽車與外界通訊的方式。
許多汽車製造企業都考慮採用 100BASE-T1 作為車輛基礎技術標準以連接各個網域,以便資訊從一個網域傳輸到另個網域。如今,已有一款車型部署了基於乙太網的攝影機網路,另有幾款車型配備了採用乙太網的 OBDII 診斷連接器,診斷介面將會日益普及並應用到越來越多的車輛上,而其他的汽車應用也在推進中。AVB (現被稱為時間敏感網路,簡稱 TSN 標準,實為 AVB V2 版) 是用於專業音訊應用的一種標準,也可以用於諸如音訊和視頻流等非常注重時序的車載應用。
然而,由於汽車是一個封閉的環境,僅使用 IEEE1588 精確時間協定 (PTP) 來分發時脈應足夠,無需使用被統稱為 TSN 的所有額外標準機制。事實上,不同的汽車製造商也對到底需要應用 AVB 到什麼程度 (如果需要的話) 持有不同意見。另一種所謂 MOST (媒體導向系統傳輸,參見 www.mostcooperation.com) 的系統在市場上的應用也日趨廣泛,目前已有 200 多款車型裝備了超過 2 億個 MOST 元件,最適用於在車輛內部連續傳輸資訊流。它不像乙太網一樣指望主處理器檢查每一個資料封包並分配其有效負荷,而會自動將資訊發送到合適的介面,減輕了各個處理器的處理負荷。尤其當已知這樣的優先順序時,所有資料從一個確定的資料來源傳輸到一個或多個確定的接收端,MOST 技術的作用更為高效。
延伸閱讀:
《汽車資訊娛樂網路技術評估》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2018/0309/38290.html
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#汽車電子 #先進駕駛輔助系統ADAS #電子控制單元ECU #微控制器MCU #光達LiDAR #微機電MEMS #碳化矽SiC #發光二極體LED #自適應車燈系統AFS #固態照明SSL #脈寬調變PWM #FlexRay #BroadR-Reach
【ADAS 仍將一馬當先,AFS 有望大放光明】
借助資通訊科技與雲端數據,將能創造更友善的駕駛乘坐體驗並降低意外發生機率及嚴重性。然而,以前機械作動時代,汽車故障可能只要「修理」一下即可;但在電子系統進駐後,若元器件品質不到位或疏於保養,結局可能就是直接燒毀,電子元件的品質和可靠度須格外謹慎。
未來汽車有 80% 的創新皆是由半導體直接或間接驅動,包括能源效率、減排、替代能源、車輛電氣化、連接、主動式安全、自駕車和新興的車聯網功能;預估車用半導體至 2021 年之前的年複合成長率 (CAGR) 約是全球半導體市場的 1.6 倍,其中,先進駕駛輔助系統 (ADAS) 仍將一馬當先,增長幅度是整個車用半導體的四倍以上。
電池是電動車/油電混合車 (EV/ HEV) 成本佔比最高者、達 40%,而電池管理系統 (BMS) 將關係到人車安全、車輛使用壽命和自主性。基於節能考量,HEV 遇紅燈煞停會自動熄火、於起步時再重啟,48V 電池將取代 12V 成為輕型油電 混合車主流規格。改用 48V 高電壓可加速啟動,且每公里可降低 10~15% 二氧化碳排放。
另一個值得留意的是車用 LED 市場,尤其 LED 頭燈拜自適應車燈系統 (Adaptive Front- Lighting System, AFS) 的「主動轉向式頭燈」所賜——當轉彎或對向來車會自動調整車燈照明角度、LED 用量數以千計,將成明星應用,2017 ~ 2022 年 CAGR 估逾 40%;而支援先進照明功能的多通道線性 LED、高效 DC/DC 及高電流 LED/OLED 等尾端固態照明 (SSL) 的驅動器,亦需求殷切。
與此同時,用於街道照明與路標的滲透率也會增加。由於脈寬調變 (PWM) 的 LED 光源閃爍 (flicker) 及同調性 (coherence) 未有統一規 格,LED 光感測元件的曝光時間將攸關影像辨識品 質。例如,陽光燦爛下,曝光時間過長影像會陷於僵化,時間太短又會錯失 LED 脈衝,恐讓駕駛人因顯示器的不當 LED 閃爍而分心,甚至導致機器誤動作!
延伸閱讀:
《半導體將領跑未來 80% 汽車創新》
http://compotechasia.com/a/celue___/2018/0123/37934.html
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