イーサネットベースの通信は、クラウド・サービスやコンシューマー製品との統合に、高い柔軟性と高帯域幅を提供します。
車載イーサネットは、ネットワークの物理層を自動車用途に合わせて変えたイーサネット・ネットワークの一つです。高度なPhyトランシーバーを使用することでケーブルのコストを抑えることができ、自動車の電磁両立性 (EMC) を確保し、さまざまな自動車条件下での耐性要件を満たしたシステムが実現します。車載イーサネットは、従来の車載ネットワーク技術よりも高いボーレート通信を可能にし、他の業界のインターネット・プロトコル (IP) ソフトウェア技術を直接再利用したり、自動車用途や、機能安全、サイバーセキュリティ用にカスタマイズしたりすることができます。
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車載イーサネットは、自動車業界の未来を形成するコネクティビティ、自動化、電動化といったトレンドをサポートするのに適した堅牢で柔軟な通信インフラスを提供します。
イーサネットは、高速データ伝送を実現します。これは、先進運転支援システム (ADAS) やインフォテインメン・トシステム、その他の車載電子機器が生成するますます多くのデータを処理するために欠かせません。
イーサネット・ネットワークは、自動車システムが複雑化するにつれて、さらに多くのデバイスやより高いデータレートに対応できるように簡単に拡張できます。
イーサネットは、エラーの検出と修正、冗長化、重要なデータを優先する機能などにより、従来の自動車ネットワーク・プロトコルと比較して信頼性が向上しています。
イーサネットは広く使用され、標準化された技術であるため、独自の車載ネットワーク・ソリューションと比べ、コンポーネントやインフラにかかるコストを削減できます。
イーサネットはIPベースの通信プロトコルと相互運用が可能なため、車載システムをクラウドベースのアプリケーションやOTA (Over-the-Air) アップデートといった外部ネットワークやサービスに容易に統合できます。
Time-Sensitive Networking (TSN) は、正確なタイミングで行われるデターミニスティック通信を実現するためにイーサネットを拡張する技術です。自動運転や車両間通信などのリアルタイム・アプリケーションに不可欠です。
イーサネットと車載イーサネットの違いは、物理層にあります。車載イーサネットは、他のイーサネット・タイプと同様にIP通信プロトコルを使用します。物理層は自動車用途に合わせて最適化されています。100Base-T1と1000Base-T1は標準のイーサネットと同様のスイッチド・ネットワークですが、Phyトランシーバーとケーブルは標準イーサネットと異なり、より低コストの全二重通信のシングル・ツイスト・ペアを使用しています。標準イーサネットは、デュアル・ツイスト・ペアを使用しています。車載イーサネットのシングル・ツイスト・ペア・ケーブルは、ニーズに応じてシールド付き (STP) またはシールドなし (UTP) ツイスト・ペアになります。10Base-T1Sもシングル・ツイスト・ペアですが、スイッチド・ネットワークではなく、 (CANと同様) マルチドロップ・バスです。
これは、多くの自動車OEMがSAE J1962診断ソケットへの接続に使用しているDiagnostics over IP (DoIP) とは異なります。DoIPは、標準の100Base-TXイーサネット (4線、デュアル・ツイスト・ペア) を使用しています。
車載ソフトウェア機能が増加するにつれて、ECU間の通信はより複雑になり、ネットワーク・スループットの帯域幅が大きくなっています。イーサネットベースの通信は、クラウド・サービスやコンシューマー製品との統合に、高い柔軟性と高帯域幅を提供します。また、イーサネットでは、より複雑な一連の標準やプロトコルが追加される可能性がありますが、専用の車載ネットワークよりもスケーラブルです。長期的に同じ通信ソフトウェアを使用しても更新がより容易です。
BroadcomがBroadR-Reachとして開発し、その後OPEN Alliance SIGがIEEE 100Base-T1として標準化した車載イーサネットの最初のバージョンは、ボーレートが100Mbpsでした。その後、1000Base-T1が標準化され、ボーレート1Gbpsを実現しました。最新の車載イーサネットは10Mbpsをサポートする低コストの物理層を備えた10Base-T1Sであり、FlexRayおよび高ボーレート・バージョンのCANバスの代替となります。車載イーサネットの利点は、異なるプロトコル間で複雑なゲートウェイ接続をすることなく、ボーレートの異なるイーサネットを同じアーキテクチャ上で同時に使用できるため、各E/Eアーキテクチャの寿命期間にわたって拡張や調整が容易になります。
車載ネットワーク上を流れる情報は、それぞれ重要度が異なります。安全に関わる情報や法律で定められている情報から、ドライバーの快適さや利便性を目的とした情報までさまざまです。安全関連の情報とそれ以外の情報を同時に表示するには、このようなデータを処理して表示するための要件や、ネットワーク設計を検討する必要があります。イーサネット・ネットワークは、ネットワーク設計者に新たな構成オプションを提供します。さまざまなレベルのプロトコル、メソッド、エレメントを使用して、優先度の高いデータや信号、サービスを迅速に伝送しながら、同じ物理ネットワーク上であらゆる種類のデータが共存することを許可します。
従来の車載通信プロトコルと比較して、車載イーサネットには多くの利点がありますが、その可能性を十分に発揮させるには、正しく設計することが重要です。OEMは、設計ルールや基準を定め、さまざまなシステム設計シナリオにおいてどのような保護機能や安全策を使用すべきかをネットワーク設計エンジニアに示すべきです。自動車用ソフトウェア・ソリューションは、設計モデルを設定して、一貫性チェックによって問題を特定できるように支援します。また、ネットワークが正しく設計され、ソフトウェアの構成出力に正しく記述されているかどうかを検証します。
