10BASE-T1S leder den nya riktningen för fordons-Ethernet

När den elektroniska arkitekturen för fordon utvecklas mot centraliserad och regionalisering, fortsätter efterfrågan på dataöverföring ombord att öka. Automotive Ethernet är för närvarande det vanliga valet, men SerDes dyker också upp i vissa specifika applikationer, särskilt i multisensordataanslutningar, medan Automotive Ethernet är lämpligt för andra nätverkskommunikationsbehov. Dessutom är 10Base-T också en framväxande teknologi inom multisensordataanslutningar. Sedan 1990-talet har bilindustrin i stor utsträckning antagit en mängd olika kommunikationsprotokoll, främst inklusive CAN, CAN FD, LIN och FlexRay. Dessa protokoll kopplar samman ECU:er i en seriekedja, vilket avsevärt minskar den totala kabellängden och fordonets totala vikt. Bland dessa protokoll använder CAN, CAN FD och FlexRay oskärmade tvinnade par för kommunikation, medan LIN använder en enkel koppartråd, vilket ytterligare minskar vikten. Men överföringshastigheterna för dessa traditionella protokoll är låga. Till exempel stöder LIN maximalt 20 kb/s, CAN är 1 Mb/s, CAN FD är 5 Mb/s och FlexRay är 10 Mb/s. Även om dessa hastigheter har uppfyllt de grundläggande kommunikationsbehoven för fordon tidigare, med den kontinuerliga fördjupningen av bilelektronik, särskilt den snabba utvecklingen av avancerade förarassistanssystem (ADAS) och autonom körteknik, kan bandbredden och hastigheten för dessa protokoll inte längre tillgodose behoven hos nya fordon. Dessutom kräver CAN i sig en licensavgift, och gratis Ethernet har blivit populärt i allas ögon. Ethernet var en gång ett självklart val på grund av dess utbredda användning inom datorer, relativt höga bandbredd och rimliga kostnader. Emellertid har dess tillämpning i bilar en betydande nackdel, som är att den inte kan arbeta i tidskänsligt läge eller deterministiskt läge. Detta beror på CSMA/CD-protokollet (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) som är inneboende för driften av Ethernet. För att göra det möjligt för bilindustrin att dra fördel av Ethernet föddes ett nytt protokoll. Den här bilspecifika versionen av protokollet, känd som 10BASE-T1S, ersätter CSMA/CD med PLCA (physical layer collision avoidance) för att möjliggöra deterministisk drift som är kritisk för drive-by-wire och avancerade förarassistanssystem. För närvarande ser vi att ett stort antal chiptillverkare som ADI, Microchip, NXP, Marvell, TI, Realtek, Renesas, Broadcom och ON Semiconductor ökar sina ansträngningar i riktning mot fordons-Ethernet och tar ledningen i att använda det i scenarier som billjuskontroll 10BASE-T1S.