基于车载以太网的多媒体系统应用研究

基于车载以太网的多媒体系统应用研究

1李玉2王宁宁3吕龙4李珊

（1曼德电子电器有限公司保定徐水电气系统分公司保定徐水072550；

2曼德电子电器有限公司保定徐水电气系统分公司保定徐水072550；

3曼德电子电器有限公司保定徐水电气系统分公司保定徐水072550；

4曼德电子电器有限公司保定徐水电气系统分公司保定徐水072550）

摘要：随着信息化时代的到来和快速发展，以太网技术已经成为了汽车领域的重要手段，市场发展前景广阔。笔者主要概述了车载以太网的内涵，对车载以太网技术的现状进行了分析，并阐述了车载以太网技术的发展趋势。

关键词：车载以太网；现状；发展趋势

随着我国汽车电子的逐步兴起与良好发展，越来越多的汽车驾驶人对娱乐系统和驾驶辅助系统提出了多样化需求，于是，现代汽车业致力于通过以太网技术满足各车载设备的通信要求，进一步加快了以太网技术在汽车网络中的发展进程。

1车载以太网的内涵

所谓车载以太网，指的是通过以太网技术和汽车内部电子单元互联互通。我们最常见的以太网技术主要以四对非屏蔽双绞线电缆为主，而车载以太网技术在传输数据时只需要通过单对非屏蔽双绞线就能够实现每秒100兆比特更有甚者达到了每秒1吉比特的速率，并且对汽车领域提出的功耗小、电磁辐射小、可靠性高以及同步实时性等要求进行了很好的满足。

2车载以太网技术现状

2.1最小化接口对系统性能的影响

相较于常见的总线系统，以太网测试应严格按照一定的特殊手段进行，防止影响系统的整体性能。首先，系统设计初期阶段，开发人员应认真分析以太网测试的实际运行效果。其次，选用的以太网测试工具不能对系统有太大的影响。

2.2透明化的以太网分析方法

对以太网监测时，应以透明化的方法为主，并作为接口监测网络，从而防止因时间延时和对故障报文的过滤而对系统造成巨大的影响。对于该状况可直接在新型的免费自助建站服务平台上解决。采用DOS路径设置命令不仅降低了延时率，还具有较高的稳定性，有利于对AVB系统的分析。还可选用支持AVB时间同步的交换机，允许AVB协议，能够补偿因报文传输的时间延时。不管实际选用的是哪一种方法，最终任务都是对存在具体时间戮的报文数据进行科学合理分析。所以应以与物理层相近的数据为主。这些时间戮应和其它接口保持同步，因为分析网络数据时并非只有从以太网中获取相关的数据。

一个非激活状态的接口也应做到透明化，比如将相应的硬件接口安装于车辆上，对该车辆进行试驾，就算该硬件接口的应用程序不运行，也要自动切换至单机模式下运行，不然车辆行驶中以太网通信就会中断。

2.3带有仿真的TAP

分析数据过程中，测试人员应有针对性发送部分数据报文，以此测试当前网络的实际状态。需要注意的是，这些测试报文并不直接利用物理层来进行发送，主要通过流控制各类报文的发送，所以仅以数据链路层为主要发送通道。

2.4接口/软件灵活组合的重要性

为了防止以太网测试环境更改各种测试设置的接口，应采用一个灵活性高的TAP、转换器以及功能更为齐全的交换机作为接口。该接口应发挥下列优势：通常状态下，如果接口以TAP为主，那么TAP所产生的延时时间只在允许标准内。

要保证各个种类的影音都能够利用以上接口完成数据转化任务，比如快速以太网、千兆以太网、未来的RTPGE等，不用再像传统的方法那样还要使用媒体转换器。高度重视多包数据发生器使用的软硬件的品质，在做好网络分析的同时，对汽车开发进行可控的激励也十分有必要。对仿真工具进行使用和分析的过程中，不要对OSI协议参考模型各个数据进行深入细致分析，而且还必须懂得相关的操作步骤。应确保异构网络在接口中的顺利运行，对所有总线系统进行同步化。

3车载以太网技术发展趋势

3.1以太网的通用技术

汽车行业现行的车载网络技术对于外部设备和网络服务连接的封闭要求很难满足。导致这一现象的主要原因是占据市场主体地位的车载网络标准CAN（控制器局域网络）、LIN（局域互联网络）、FlexRay（汽车内部网络通讯协议）和适应媒体领域的系统传输标准MOST（面向媒体的系统传输）等只适合在汽车领域内使用，应用范围较窄，而以太网具有显著的开放性、成熟性等优势，在汽车领域中使用有利于节约整体应用成本。简单举个例子说明，将以太网物理层面上的车辆诊断标准DoIP（通过互联网协议进行诊断通讯）应用到汽车领域中，此标准（ISO13400）摒弃了以往的CAN总线，将以太网作为核心，并对以IP协议为基础的车载诊断系统与ECU（电子控制单元）实施软件更新。过去采用CAN上传81兆左右的数据时往往会花费10h的时间，而采用以太网上传1千兆字节的数据仅仅在20min左右就能够完成。由此不难看出，通过以太网100BASE-TX（使用5类数据级非屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术）、CAT5（标准5类线缆）的诊断接口与软件更新不仅能够缩短传输时间，而且还有效降低了生产成本与服务成本。

3.2高层对带宽的应用需求越来越大

随着汽车行业电子化进程的不断加快，大量的智能电子产品被应用到车载设备中，而云概念的快速崛起，有效促进了高级驾驶辅助系统和智能视觉技术的应用，如车道偏离检测、驾驶员意图预测和信息娱乐设备的现代化信息平台直接决定了汽车电子的市场发展前景。在车载子系统数量的不断增多下，各子系统更加注重数据信息的共享。同时，现代摄像头的分辨性能越来越高，能够满足多样化的显示需求。以往使用的车载网络已经很难在带宽上适用，而在车载网络标准中占据核心地位的CAN、FlexRay也将面临停滞不前的发展困境，所以应尽快使用新兴技术。MOST总线能够实现每秒150兆的带宽，不过其以多设备共享带宽为常规架构。相较于MOST，以太网常用的架构是灵活性极高的星形连接，为各链路提供了每秒100兆的专项带宽。

3.3以太网的开放性与互联扩展性能

在ADAS（高级驾驶辅助系统）越来越繁复的情况下，汽车行业对一种简单且标准的技术方法显得无比迫切，随着各子系统之间逐步隔离，将车载系统作为一个网络开展相关管理和运营活动，这样就能够满足重用性与互操作性的要求。以太�W刚好能够实现上述需求，所以主干网络选用以太网再合适不过了，在各领域中都能得到较好的应用，尤其适用对带宽需求庞大的领域。以太网是一种开放灵活且扩展性能好的带宽，可对信息进行远程处理，使得以IP协议为基础的WEB应用程序和车载网络的接口顺利进行过渡，车辆与外界的交流互动次数越来越多、越来越顺畅，比如我国最近几年发展起来的以Intemet为基础的汽车应用、V2V（车辆之间以无线连接为基础的数据传输）等。

4结语

综上所述可知，随着汽车电子的市场份额越来越重，以太网将在下一代汽车车载网络中得到广泛应用，与此同时，由于以太网属于一种已经得到多方认可的IEEE标准，所以其在汽车行业中的应用会进一步促进该行业的发展进程，并发挥着优化完善带宽、降低应用成本等优势作用。

参考文献：

[1]白洋.下一代汽车车载网络中以太网技术的性能研究[J].湖南大学，2016.

[2]万刚，顾晓丽，刘欣.智能化网络――车载以太网[J].中国汽车工程学会年会，2014.

[3]许冬琦.车载以太网――下一代联网技术让汽车更智能[J].通信世界，2012（6）：21.