10BASE-T1S weist die neue Richtung des Automotive-Ethernets an

Mit der Entwicklung der Automobilelektronikarchitektur in Richtung Zentralisierung und Regionalisierung steigt die Nachfrage nach Borddatenübertragung weiter. Automotive Ethernet ist derzeit die gängige Wahl, aber SerDes ist auch in einigen spezifischen Anwendungen auf dem Vormarsch, insbesondere bei Multisensor-Datenverbindungen, während Automotive Ethernet für andere Netzwerkkommunikationsanforderungen geeignet ist. Darüber hinaus ist 10Base-T auch eine aufstrebende Technologie für Multisensor-Datenverbindungen. Seit den 1990er Jahren hat die Automobilindustrie in großem Umfang eine Vielzahl von Kommunikationsprotokollen eingeführt, darunter hauptsächlich CAN, CAN FD, LIN und FlexRay. Diese Protokolle verbinden Steuergeräte in einer Daisy-Chain und reduzieren so die Gesamtkabellänge und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs erheblich. Unter diesen Protokollen verwenden CAN, CAN FD und FlexRay ungeschirmte verdrillte Paare für die Kommunikation, während LIN einen einzelnen Kupferdraht verwendet, was das Gewicht weiter reduziert. Allerdings sind die Übertragungsraten dieser traditionellen Protokolle niedrig. Beispielsweise unterstützt LIN maximal 20 kBit/s, CAN beträgt 1 MBit/s, CAN FD beträgt 5 MBit/s und FlexRay beträgt 10 MBit/s. Obwohl diese Raten in der Vergangenheit die grundlegenden Kommunikationsbedürfnisse von Fahrzeugen erfüllt haben, können die Bandbreite und Geschwindigkeit dieser Protokolle mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Automobilelektronik, insbesondere der rasanten Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und autonomer Fahrtechnologie, nicht mehr ausreichen Erfüllen Sie die Anforderungen neuer Fahrzeuge. Darüber hinaus erfordert CAN selbst eine Lizenzgebühr und das freie Ethernet ist in aller Munde. Ethernet war einst eine naheliegende Wahl, da es im Computerbereich weit verbreitet war, eine relativ hohe Bandbreite hatte und kostengünstig war. Seine Anwendung in Automobilen hat jedoch einen erheblichen Nachteil, nämlich dass er nicht im zeitkritischen Modus oder im deterministischen Modus arbeiten kann. Dies ist auf das Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD)-Protokoll zurückzuführen, das dem Betrieb von Ethernet innewohnt. Damit die Automobilindustrie die Vorteile von Ethernet nutzen kann, wurde ein neues Protokoll entwickelt. Diese automobilspezifische Version des Protokolls, bekannt als 10BASE-T1S, ersetzt CSMA/CD durch Physical Layer Collision Prevention (PLCA), um einen deterministischen Betrieb zu ermöglichen, der für Drive-by-Wire und fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme entscheidend ist. Derzeit sehen wir, dass eine große Anzahl von Chipherstellern wie ADI, Microchip, NXP, Marvell, TI, Realtek, Renesas, Broadcom und ON Semiconductor ihre Bemühungen in Richtung Automotive Ethernet verstärken und die Führung bei der Nutzung übernehmen in Szenarien wie der Autolichtsteuerung.