Fahrzeug-Ethernet

Die Ethernet-basierte Kommunikation bietet eine hohe Bandbreite und noch mehr Flexibilität bei der Integration in Cloud-Dienste und Verbraucherprodukte.

Was ist Fahrzeug-Ethernet?

Fahrzeug-Ethernet ist eine Form von Ethernet-Netzwerk mit einer physikalischen Schicht, die an Anwendungsfälle in der Automobilindustrie angepasst ist. Die Kosten für Kabel werden durch den Einsatz hochentwickelter Phy-Transceiver reduziert, die ein System bieten, das in der Lage ist, die Anforderungen an elektromagnetische Verträglichkeit und Störfestigkeit im Automobilbereich unter Automobilbedingungen zu erfüllen. Es ermöglicht eine Kommunikation mit höheren Baudraten als herkömmliche Netzwerktechnologien für die Automobilindustrie und ermöglicht die direkte Wiederverwendung von Internet Protocol (IP)-Softwaretechnologien aus anderen Branchen oder angepasst an den Einsatz in der Automobilindustrie, funktionale Sicherheit, Cybersicherheit usw.

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Die Vorteile verstehen

Fahrzeug-Ethernet bietet eine robuste und flexible Kommunikationsinfrastruktur, die sich gut eignet, um die Konnektivitäts-, Automatisierungs- und Elektrifizierungstrends zu unterstützen, die die Zukunft der Automobilindustrie prägen.

Hohe Bandbreite

Ethernet bietet eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, die für die Bewältigung des zunehmenden Datenvolumens, das von fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystemen (ADAS), Infotainmentsystemen und anderer Bordelektronik generiert wird, von entscheidender Bedeutung ist.

Skalierbarkeit

Ethernet-Netzwerke können problemlos skaliert werden, um zusätzliche Geräte und höhere Datenraten aufzunehmen, wenn Fahrzeugsysteme komplexer werden.

Zuverlässigkeit

Ethernet bietet im Vergleich zu herkömmlichen Netzwerkprotokollen für die Automobilindustrie eine verbesserte Zuverlässigkeit dank Funktionen wie Fehlererkennung und -korrektur, Redundanz und der Möglichkeit, kritische Daten zu priorisieren.

Kosteneffizienz

Die Ethernet-Technologie ist weit verbreitet und standardisiert, was im Vergleich zu proprietären Netzwerklösungen im Automobilbereich zu niedrigeren Kosten für Komponenten und Infrastruktur führt.

Integration in IP-basiert Systeme

Ethernet ist mit IP-basierten Kommunikationsprotokollen kompatibel und erleichtert so die Integration von Fahrzeugsystemen in externe Netzwerke und Dienste, wie z. B. cloudbasierte Anwendungen und Over-the-Air-Updates.

Unterstützung für zeitkritische Netzwerke

Die Unterstützung für zeitkritische Netzwerke (TSN) ist eine Erweiterung von Ethernet für deterministische Kommunikation mit präzisem Timing, die für Echtzeitanwendungen wie autonomes Fahren und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation unerlässlich ist.

Was ist der Unterschied zwischen Ethernet und Fahrzeug-Ethernet?

Die Unterschiede zwischen Ethernet und Fahrzeug-Ethernet liegen in der physikalischen Schicht. Die Kommunikation erfolgt wie bei anderen Ethernet-Typen über IP. Die physikalische Schicht wurde für die Anwendungsfälle in der Automobilindustrie optimiert, 100Base-T1 und 1000Base-T1 sind Switched-Netzwerke als Standard-Ethernet, aber die Phy-Transceiver und -Kabel sind anders, da sie kostengünstigere Single-Twisted-Pair-Systeme mit Vollduplex-Kommunikation anstelle von Dual-Twisted-Pair-Systemen verwenden, die je nach Bedarf abgeschirmt (STP) oder ungeschirmt (UTP) Twisted Pair sein können. 10Base-T1S ist ebenfalls ein Single Twisted Pair, aber ein Multi-Drop-Bus (wie CAN) und kein Switched-Netzwerk.

Dies unterscheidet sich von Diagnostics over IP (DoIP), das von vielen Automobilherstellern für den Anschluss an die SAE J1962-Diagnosebuchse verwendet wird, bei der es sich um ein standardmäßiges 100Base-TX-Ethernet, 4-Draht, Dual Twisted Pair handelt.

Warum wird Ethernet in der Automobilindustrie eingesetzt?

Die Kommunikation zwischen den Steuergeräten (ECU) ist komplexer und der Netzwerkdurchsatz ist mit der zunehmenden Softwarefunktionalität in Fahrzeugen größer geworden. Die Ethernet-basierte Kommunikation bietet eine hohe Bandbreite und noch mehr Flexibilität bei der Integration in Cloud-Dienste und Verbraucherprodukte. Auch wenn dadurch noch komplexere Normen und Protokolle hinzukommen, sind sie besser skalierbar als spezialisierte Automobilnetzwerke mit derselben Kommunikationssoftware, die im Laufe der Zeit die Aktualisierung erleichtert.

Wie hoch ist die Bandbreite von Fahrzeug-Ethernet?

Die erste Version von Automotive Ethernet, die von Broadcom als BroadR-Reach entwickelt und dann von der OPEN Alliance SIG als IEEE 100Base-T1 standardisiert wurde, hat eine Baudrate von 100 Mbits/s. In der Folge wurde 1000Base-T1 mit 1 Gbit/s standardisiert, und 10Base-T1S ist das neueste, das eine kostengünstigere physikalische Schicht bietet, die 10 Mbit/s unterstützt, um eine Alternative zu FlexRay und Versionen des CAN-Busses mit hoher Baudrate zu bieten. Mehrere Baudraten von Ethernet können zusammen auf derselben Architektur verwendet werden, ohne komplexes Gatewaying verschiedener Protokolle, was die Skalierbarkeit über die Lebensdauer einer gegebenen E/E-Architektur erleichtert.

Erfüllen Sie gesetzliche und sicherheitstechnische Anforderungen mit Automotive-Ethernet-Kommunikation

Die Informationen zu Fahrzeugnetzen sind von unterschiedlicher Relevanz – einige sind sicherheitsrelevant oder gesetzlich vorgeschrieben, andere dienen dem Komfort oder der Bequemlichkeit des Fahrers. Die gleichzeitige Notwendigkeit, sowohl sicherheitsrelevante als auch nicht sicherheitsrelevante Informationen zu kommunizieren, stellt nicht nur Anforderungen an die Verarbeitung und Darstellung dieser Daten, sondern auch an die Konstruktion der Netzwerke. Ethernet-Netzwerke bieten dem Netzwerkentwickler zusätzliche Konfigurationsmöglichkeiten. Protokolle, Methoden und Elemente verschiedener Ebenen können verwendet werden, um sicherzustellen, dass priorisierte Daten, Signale und Dienste rechtzeitig zur Verfügung stehen und gleichzeitig mehrere Arten von Daten im selben physischen Netzwerk möglich sind.

Frühe Verifikation von Konstruktionen in der Automobilindustrie

Es gibt viele Vorteile, die das Automotive Ethernet im Vergleich zu herkömmlichen Kommunikationsprotokollen bietet, aber es muss entsprechend ausgelegt sein, um sein Potenzial voll auszuschöpfen. Außerdem haben Erstausrüster Konstruktionsregeln und Standards, die den Netzwerkentwicklungsingenieuren vorgeben, welche Schutzmaßnahmen in welchen Systementwicklungsszenarien zu verwenden sind. Softwarelösungen für die Automobilindustrieunterstützen die Erstellung eines Konstruktionsmodells, ermöglichen Konsistenzprüfungen, um den Konstrukteur auf Probleme hinzuweisen, und sorgen dafür, dass die Netzwerke durch die Entwicklung korrekt und in den Softwarekonfigurationsausgaben konsistent beschrieben werden.