10BASE-T1S leidt de nieuwe richting van automotive Ethernet

Naarmate de elektronische architectuur van de auto-industrie zich ontwikkelt in de richting van centralisatie en regionalisering, blijft de vraag naar datatransmissie in voertuigen toenemen. Automotive Ethernet is momenteel de reguliere keuze, maar SerDes is ook in opkomst in een aantal specifieke toepassingen, vooral in dataverbindingen met meerdere sensoren, terwijl Automotive Ethernet geschikt is voor andere netwerkcommunicatiebehoeften. Daarnaast is 10Base-T ook een opkomende technologie in multi-sensor dataverbindingen. Sinds de jaren negentig heeft de auto-industrie op grote schaal een verscheidenheid aan communicatieprotocollen ingevoerd, waaronder voornamelijk CAN, CAN FD, LIN en FlexRay. Deze protocollen verbinden ECU's in een serieschakeling, waardoor de totale kabellengte en het totale voertuiggewicht aanzienlijk worden verminderd. Van deze protocollen gebruiken CAN, CAN FD en FlexRay niet-afgeschermde getwiste paren voor communicatie, terwijl LIN een enkele koperdraad gebruikt, waardoor het gewicht verder wordt verminderd. De transmissiesnelheden van deze traditionele protocollen zijn echter laag. LIN ondersteunt bijvoorbeeld maximaal 20 kb/s, CAN is 1 Mb/s, CAN FD is 5 Mb/s en FlexRay is 10 Mb/s. Hoewel deze tarieven in het verleden hebben voldaan aan de basiscommunicatiebehoeften van voertuigen, kunnen de bandbreedte en snelheid van deze protocollen, met de voortdurende verdieping van de auto-elektronica, vooral de snelle ontwikkeling van geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) en autonome rijtechnologie, niet langer worden bereikt. voldoen aan de behoeften van nieuwe voertuigen. Bovendien vereist CAN zelf licentiekosten en is het gratis Ethernet in ieders ogen populair geworden. Ethernet was ooit een voor de hand liggende keuze vanwege de wijdverbreide acceptatie ervan in computers, de relatief hoge bandbreedte en de redelijke kosten. De toepassing ervan in auto's heeft echter een aanzienlijk nadeel, namelijk dat het niet in een tijdgevoelige of deterministische modus kan werken. Dit komt door het Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD)-protocol dat inherent is aan de werking van Ethernet. Om de auto-industrie in staat te stellen te profiteren van Ethernet, werd een nieuw protocol geboren. Deze autospecifieke versie van het protocol, bekend als 10BASE-T1S, vervangt CSMA/CD door Physical Layer Collision Prevention (PLCA) om deterministische werking mogelijk te maken die cruciaal is voor drive-by-wire en geavanceerde rijhulpsystemen. Momenteel zien we dat een groot aantal chipfabrikanten zoals ADI, Microchip, NXP, Marvell, TI, Realtek, Renesas, Broadcom en ON Semiconductor hun inspanningen in de richting van automotive Ethernet opvoeren en het voortouw nemen bij het gebruik ervan in scenario's zoals autolichtregeling.