原创 Automotive Ethernet是什么？车载以太网的现况与挑战

车载以太网（Automotive Ethernet）是什么？

Automotive Ethernet是指在汽车中使用Ethernet技术的网络。它的发展主要受益于汽车对更多数据和连接性的需求，以支持例如自动驾驶、车辆互联和娱乐系统等先进的车辆功能。其高带宽、低延迟和可扩展性的多项优势，使Automotive Ethernet成为支持复杂系统的理想选择，也让不同的汽车子系统（如传感器、摄像头、控制单元）能够更有效地共享信息。

Automotive Ethernet的主要技术

Automotive Ethernet目前主要透过以下技术的整合来实现高效的汽车网络通信，进而让Automotive Ethernet在有效因应不断增长的汽车数据需求的同时，也能确保高效的通信和系统可靠性：

Ethernet通信技术

基于Ethernet标准，Automotive Ethernet使用高速以太网（High-Speed Ethernet）技术来实现高带宽和低延迟的数据传输。这包括了速度达到1 Gbps或更高的Ethernet连接。

Time-Sensitive Networking (TSN)

TSN是一组标准，用来实现在以太网上的实时通信。它确保数据传输的可预测性和低延迟，这在汽车应用上来说，尤其是对于自动驾驶和其他安全敏感的应用至关重要。

Audio Video Bridging (AVB)

AVB是一种以太网标准，它用来支持音频和视频数据的实时传输。在汽车中，这种技术可以用于音响系统和娱乐系统，确保高质量的音频和视频传输。

Power over Ethernet (PoE)

PoE技术允许在以太网电缆上同时传输数据和电源。在汽车中，这可以简化设备的连接和供电，减少线缆的复杂性。

Security Protocols

为了应对汽车环境中的安全挑战，Automotive Ethernet使用各种安全协议和机制，例如Secure Boot、加密和身份验证等，以确保网络通信的安全性。

Automotive Ethernet的五大挑战

不过Automotive Ethernet在发展过程中也面临到一些挑战，主要的课题如下：

实时性和可靠性要求

汽车系统对实时性和可靠性有较高的要求，特别是对于自动驾驶和安全相关应用层面。因此Automotive Ethernet需确保在这样的环境中实现高效的数据传输，以及及时的系统响应，这无疑是一个具有挑战性的任务。

标准化和兼容性

汽车行业中存在多种标准和协议，不同的汽车制造商和供货商可能使用不同的技术，这使得标准化和兼容性的实现将变得更加复杂。一旦缺乏统一的标准即可能导致互操作性问题。

安全性和防护

车辆网络需要应对不断增长的安全挑战，包括防御潜在攻击和保护车辆系统的安全。如何加强Automotive Ethernet的安全性将会是一个持续的待解习题。

成本和复杂性

实施高带宽、实时通信和安全性通常需要更复杂的硬件和软件设计，而这可能会增加汽车系统的成本。因此汽车制造商往往需要在技术性能与开发成本间进行权衡。

硬件和软件更新管理

一般来说，汽车的生命周期通常较长，如何在软件和硬件技术不断演进的情况下，有效地管理针对车辆中的硬件和软件更新进行有效管理，以确保其兼容性和性能，这对开发商来说确实是个长期考验。

Automotive Ethernet物理层验证解决方案

透过Automotive Ethernet物理层验证，能协助客户及早发现设计方案较常发生的缺失－「讯号抖动过大」，一旦发生抖动过大的问题就容易造成讯号失真，进而影响到讯号传输的正确性。