探索汽车以太网 (100BASE-T1 / 1000BASE-T1) 的重要意义及其在远程信息处理网关中日益增长的需求

来源：DigiKey
作者： Tawfeeq Ahmad

汽车以太网标准（100 Base-T1 (IEEE 802.3bw) 和 1000 Base-T1 (IEEE 802.3bp)）旨在提高汽车网络的吞吐量并降低成本。随着包括 ADAS、信息娱乐、诊断和传感器网络在内的汽车技术的发展，传输和生成的数据量越来越大。CAN、CAN-FD、LIN 和 FlexRay 等传统网络已经无法提供所需的速度。

汽车以太网协议 100BASE-T1 采用单对非屏蔽双绞线同时进行双向数据交换。10BASE-T 和 100BASE-TX 为传输和接收分配了专用线对，相比之下，100BASE-T1 则引入了物理全双工接口，允许在同一线对上实现这两种功能。采用共享介质不仅能降低材料成本，还能通过减少车内电缆的总重量来提高燃油效率。

汽车以太网电缆的设计长度较短，以便应对车内严峻的环境条件。此外，这些电缆采用了独特的信号编码方法，可在有效传输最大数据量的同时最大限度地减少带宽使用。

100BASE-T1 采用的独特编码方法包括 4 位转 3 位 (4B3B)、3 位转 2 三进制对 (3B2T) 和三级脉冲振幅调制 (PAM3)。与快速以太网相比，这种编码策略可最大限度地减少辐射。在通过非屏蔽单对双绞线传输数据之前，100BASE-T1 PHY 管理着所有重要的加扰和编码过程。

以太网与汽车以太网的比较

以太网和汽车以太网的区别主要在于其物理层。标准以太网使用两对双绞线电缆，提供独立的发送和接收路径，而汽车以太网则使用单对双绞线电缆，进行全双工通信。

标准以太网在汽车生态系统中的应用受限于其对两对双绞线电缆的依赖，在空间和安装复杂性方面造成了实际限制。此外，它还不符合 CISPR 25 5 类标准中规定的严格放射辐射限制，这进一步阻碍了其在汽车行业的使用，因为在汽车行业，严格的电磁兼容性标准对于确保车载电子元器件的可靠性能至关重要。

汽车以太网在车载网络中具有以下几个优点：

· 相比传统 CAN/LIN 线束减少了电缆重量和成本
· 通过将多个 CAN 总线汇聚到一个中央链路，提高了数据传输速率和吞吐量
· 低延迟通信能力将延迟降至最低
· 便于重新配置，实现不间断连接
· 可重复使用其他行业的互联网协议 (IP) 软件技术
· 车载网络的可扩展性
· 集成先进的安全功能，提高了数据安全性

探索 iWave 远程信息处理网关中的汽车以太网集成

远程信息处理网关在现代分区车辆架构中作为中央通信和数据处理枢纽发挥着举足轻重的作用。远程信息处理网关是一个通用的组件，结合了促进各种电子控制单元 (ECU) 之间数据交换的传统网关功能，其远程信息处理单元则负责数据记录、诊断和外部网络通信。

这个平台可在多个 ECU 和服务器之间实现流畅的数据交换，是连接传统 CAN 网络和汽车以太网的桥梁。此外，远程信息处理网关还集成了 LTE 和 Wi-Fi 等无线连接模块。在不断发展的 ECU 和车载网络拓扑结构中，它是一个基本的架构模块。

100BASE-T1 作为网关技术的引入进一步推动了车载网络的发展，促进了汽车系统的进步。尽管汽车以太网带来了巨大优势，但该行业仍深深植根于 CAN 等传统网络，因此不可能实现完全过渡。未来的发展趋势是传统技术和新技术的融合，包括非以太网和基于以太网的 ECU 和网关。