远距离车载高速网络通讯方案

• 关键词：车载以太网,CAN FD
• 摘要：随着电子、半导体、通讯等行业的快速发展，汽车智能化的诉求也越来越强。越来越多的传感器和处理器的应用推动了汽车的智能化和电气化，与此同时，也使得ECU（电子控制单元）的数量快速增加。随着自动驾驶技术的发展，以及对于ADAS和人机交互的需求增加，传统的车载网络（如：CAN、LIN等）在带宽和传输速率方面显得越来越 “力不从心”，因此具有高传输速率的CAN FD、车载以太网这些新型车载网络的应用也越来越多。

远距离车载高速网络通讯方案

车载网络的发展

随着电子、半导体、通讯等行业的快速发展，汽车智能化的诉求也越来越强。越来越多的传感器和处理器的应用推动了汽车的智能化和电气化，与此同时，也使得ECU（电子控制单元）的数量快速增加。随着自动驾驶技术的发展，以及对于ADAS和人机交互的需求增加，传统的车载网络（如：CAN、LIN等）在带宽和传输速率方面显得越来越 “力不从心”，因此具有高传输速率的CAN FD、车载以太网这些新型车载网络的应用也越来越多。

高速的CAN FD/车载以太网

CAN FD是CAN的升级版，它继承了CAN总线的主要特点（例如较小的物理层改动、基于非破坏性仲裁技术、分布式实时控制、可靠的错误处理和检测机制等）的同时对带宽和数据长度进行了优化，使其支持高达8Mbps的数据传输率。

车载以太网是连接车内电子单元的新型局域网技术，它在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s甚至1Gbit/s的传输速率，同时还能满足汽车行业高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟和同步实时性等方面的要求。该项技术是汽车网络的一个颠覆性的革新。

高传输速率的伴生问题

众所周知，波特率和通讯距离成反比，CAN FD和车载以太网在有着高传输速率的同时，也伴随着通讯距离受限的缺点。传输速率2Mbps的CAN FD上限通信距离为33米，子节点与干线上限距离为 1.7米；车载以太网通过非屏蔽双绞线传输时传输距离为15米（屏蔽双绞线传输时传输距离为40米）。CAN FD和车载以太网较短的通讯距离在车辆测试中会造成很多不便。

风丘的解决方案

标准以太网在支持高波特率的同时也支持高达100米的通讯距离，风丘科技结合标准以太网的特性以及上述问题，推出了分布式安装设备的解决方案。

CAN FD分布式测试方案：

IPETRONIK CAN FD Satellite Interface可支持4路CAN FD，并通过标准以太网和数据记录仪连接，支持多款记录仪设备：ETHOS, ARCOS 1.5, IPElog2, M-LOG V3，并且体积小巧便于安装。

                                                             CAN FD Satellite Interface

CAN FD数据测试系统示意图

车载以太网分布式测试方案：

Technica Engineering转换模块用作于汽车产品开发和测试电子控制单元ECU的100/1000M BASE-T1工具，创建了基于100/1000M BASE-T1的车载以太网和数据记录仪之间的连接，设备不存储或修改任何数据包，这个过程是一个纯物理层转换，时延低，支持AVB采集。通过100/1000BASE-T1到标准以太网（100/1000BASE-TX）的协议转换，实现了记录仪对车载以太网的数据记录。

Technica Engineering转换模块

车载以太网数据测试系统示意图

分布式方案的优势：

• 利用标准以太网传输距离长的优势，有效解决了CAN FD、车载以太网通讯距离受限的问题。

• Sattlite/转换模块体积小重量轻，方便就近安装。

• 可在记录仪已有的通讯接口的基础上按需求拓展接口。