車載乙太網(Automotive Ethernet)是什麼?

Automotive Ethernet是指在汽車中使用Ethernet技術的網絡。它的發展主要受益於汽車對更多數據和連接性的需求,以支持例如自動駕駛、車輛互聯和娛樂系統等先進的車輛功能。其高頻寬、低延遲和可擴展性的多項優勢,使Automotive Ethernet成為支持複雜系統的理想選擇,也讓不同的汽車子系統(如感應器、攝像頭、控制單元)能夠更有效地共享信息。

Automotive Ethernet的主要技術

Automotive Ethernet目前主要透過以下技術的整合來實現高效的汽車網絡通信,進而讓Automotive Ethernet在有效因應不斷增長的汽車數據需求的同時,也能確保高效的通信和系統可靠性:

 

Ethernet通信技術

基於Ethernet標準,Automotive Ethernet使用高速乙太網(High-Speed Ethernet)技術來實現高頻寬和低延遲的數據傳輸。這包括了速度達到1 Gbps或更高的Ethernet連接。

 

Time-Sensitive Networking (TSN)

TSN是一組標準,用來實現在乙太網上的實時通信。它確保數據傳輸的可預測性和低延遲,這在汽車應用上來說,尤其是對於自動駕駛和其他安全敏感的應用至關重要。

延伸閱讀:TSN是什麼?時效性網路技術與Avnu認證流程深度分析

 

Audio Video Bridging (AVB)

AVB是一種乙太網標準,它用來支持音頻和視頻數據的實時傳輸。在汽車中,這種技術可以用於音響系統和娛樂系統,確保高質量的音頻和視頻傳輸。

 

Power over Ethernet (PoE)

PoE技術允許在乙太網電纜上同時傳輸數據和電源。在汽車中,這可以簡化設備的連接和供電,減少線纜的複雜性。

延伸閱讀:PoE是什麼?一文搞懂乙太網路供電技術 (Power over Ethernet)

 

Security Protocols

為了應對汽車環境中的安全挑戰,Automotive Ethernet使用各種安全協議和機制,例如Secure Boot、加密和身份驗證等,以確保網絡通信的安全性。

 

Automotive Ethernet的五大挑戰

不過Automotive Ethernet在發展過程中也面臨到一些挑戰,主要的課題如下:

 

實時性和可靠性要求

汽車系統對實時性和可靠性有較高的要求,特別是對於自動駕駛和安全相關應用層面。因此Automotive Ethernet需確保在這樣的環境中實現高效的數據傳輸,以及及時的系統響應,這無疑是一個具有挑戰性的任務。

 

標準化和相容性

汽車行業中存在多種標準和協議,不同的汽車製造商和供應商可能使用不同的技術,這使得標準化和相容性的實現將變得更加複雜。一旦缺乏統一的標準即可能導致互操作性問題。

 

安全性和防護

車輛網絡需要應對不斷增長的安全挑戰,包括防禦潛在攻擊和保護車輛系統的安全。如何加強Automotive Ethernet的安全性將會是一個持續的待解習題。

 

成本和複雜性

實施高頻寬、實時通信和安全性通常需要更複雜的硬體和軟體設計,而這可能會增加汽車系統的成本。因此汽車製造商往往需要在技術性能與開發成本間進行權衡。

 

硬體和軟體更新管理

一般來說,汽車的生命週期通常較長,如何在軟體和硬體技術不斷演進的情況下,有效地管理針對車輛中的硬體和軟體更新進行有效管理,以確保其相容性和性能,這對開發商來說確實是個長期考驗。

 

Automotive Ethernet實體層驗證解決方案

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Keysight DSAZ334A Infiniium示波器及Keysight E5071C ENA向量網路分析儀

Keysight AE6941A車載乙太網路測試夾具(包含MateNet, Mini-50 & H-HTD三種connectors的adapter)
Keysight AE6941A車載乙太網路測試夾具(包含MateNet, Mini-50 & H-HTD三種connectors的adapter)

 

透過Automotive Ethernet實體層驗證,百佳泰能協助客戶及早發現設計方案較常發生的缺失-「訊號抖動過大」,一旦發生抖動過大的問題就容易造成訊號失真,進而影響到訊號傳輸的正確性。

一旦發生抖動過大的問題就容易造成訊號失真,進而影響到訊號傳輸的正確性

一旦發生抖動過大的問題就容易造成訊號失真,進而影響到訊號傳輸的正確性

 

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