10BASE-T1S johtaa autoteollisuuden Ethernetin uutta suuntaa

Autoteollisuuden elektroniikkaarkkitehtuurin kehittyessä kohti keskitettyä ja alueellistamista, sisäisen tiedonsiirron kysyntä kasvaa edelleen. Automotive Ethernet on tällä hetkellä yleisin valinta, mutta SerDes on tulossa myös joihinkin erityisiin sovelluksiin, erityisesti monianturitietoyhteyksiin, kun taas Automotive Ethernet sopii muihin verkkoviestintätarpeisiin. Lisäksi 10Base-T on myös nouseva teknologia usean sensorin datayhteyksissä. Autoteollisuus on 1990-luvulta lähtien ottanut laajalti käyttöön erilaisia ​​viestintäprotokollia, mukaan lukien pääasiassa CAN, CAN FD, LIN ja FlexRay. Nämä protokollat ​​yhdistävät ECU:t ketjuun, mikä vähentää merkittävästi kaapelin kokonaispituutta ja ajoneuvon kokonaispainoa. Näistä protokollista CAN, CAN FD ja FlexRay käyttävät suojaamattomia kierrettyjä pareja viestintään, kun taas LIN käyttää yhtä kuparilankaa, mikä vähentää painoa entisestään. Näiden perinteisten protokollien siirtonopeudet ovat kuitenkin alhaiset. Esimerkiksi LIN tukee enintään 20 kb/s, CAN on 1 Mb/s, CAN FD on 5 Mb/s ja FlexRay on 10 Mb/s. Vaikka nämä nopeudet ovat aiemmin täyttäneet ajoneuvojen perusviestintätarpeet, autoelektroniikan jatkuvan syvenemisen, erityisesti edistyneiden kuljettajaa avustavien järjestelmien (ADAS) ja autonomisen ajotekniikan nopean kehityksen myötä näiden protokollien kaistanleveys ja nopeus eivät enää pysty vastata uusien ajoneuvojen tarpeisiin. Lisäksi CAN itse vaatii lisenssimaksun, ja ilmainen Ethernet on tullut suosituksi kaikkien silmissä. Ethernet oli kerran ilmeinen valinta, koska se on laajalti käytössä tietojenkäsittelyssä, suhteellisen suuri kaistanleveys ja kohtuulliset kustannukset. Sen sovelluksella autoissa on kuitenkin merkittävä haitta, joka on se, että se ei voi toimia aikaherkässä tilassa tai deterministisessä tilassa. Tämä johtuu Ethernetin toiminnalle ominaisesta Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD) -protokollasta. Jotta autoteollisuus voisi hyödyntää Ethernetiä, syntyi uusi protokolla. Tämä protokollan autokohtainen versio, joka tunnetaan nimellä 10BASE-T1S, korvaa CSMA/CD:n fyysisen kerroksen törmäyksen välttämisellä (PLCA) mahdollistaakseen deterministisen toiminnan, joka on kriittinen drive-by-wire- ja edistyneille kuljettajaa avustaville järjestelmille. Tällä hetkellä näemme, että monet siruvalmistajat, kuten ADI, Microchip, NXP, Marvell, TI, Realtek, Renesas, Broadcom ja ON Semiconductor, lisäävät ponnistelujaan autoteollisuuden Ethernetin suuntaan ja ottavat johtoaseman käyttää sitä sellaisissa skenaarioissa kuin 10BASE-T1S.