10BASE-T1S guida la nuova direzione dell'Ethernet automobilistico

Con lo sviluppo dell’architettura elettronica automobilistica verso la centralizzazione e la regionalizzazione, la domanda di trasmissione dati a bordo dei veicoli continua ad aumentare. Automotive Ethernet è attualmente la scelta principale, ma SerDes sta emergendo anche in alcune applicazioni specifiche, in particolare nelle connessioni dati multisensore, mentre Automotive Ethernet è adatto per altre esigenze di comunicazione di rete. Inoltre, 10Base-T è anche una tecnologia emergente nelle connessioni dati multisensore. Dagli anni '90, l'industria automobilistica ha ampiamente adottato una varietà di protocolli di comunicazione, tra cui principalmente CAN, CAN FD, LIN e FlexRay. Questi protocolli collegano le ECU in una catena a margherita, riducendo significativamente la lunghezza complessiva del cavo e il peso complessivo del veicolo. Di questi protocolli, CAN, CAN FD e FlexRay utilizzano doppini intrecciati non schermati per la comunicazione, mentre LIN utilizza un singolo filo di rame, riducendo ulteriormente il peso. Tuttavia, le velocità di trasmissione di questi protocolli tradizionali sono basse. Ad esempio, LIN supporta un massimo di 20 Kb/s, CAN è 1 Mb/s, CAN FD è 5 Mb/s e FlexRay è 10 Mb/s. Sebbene in passato queste velocità abbiano soddisfatto le esigenze di comunicazione di base dei veicoli, con il continuo approfondimento dell’elettronica automobilistica, in particolare il rapido sviluppo dei sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) e della tecnologia di guida autonoma, la larghezza di banda e la velocità di questi protocolli non possono più soddisfare le esigenze dei nuovi veicoli. Inoltre, il CAN stesso richiede un canone di licenza e l'Ethernet gratuito è diventato popolare agli occhi di tutti. Un tempo Ethernet era una scelta ovvia a causa della sua diffusa adozione nel settore informatico, della larghezza di banda relativamente elevata e dei costi ragionevoli. Tuttavia, la sua applicazione nelle automobili presenta uno svantaggio significativo, ovvero che non può funzionare in modalità sensibile al fattore tempo o deterministica. Ciò è dovuto al protocollo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) inerente al funzionamento di Ethernet. Per consentire all'industria automobilistica di sfruttare Ethernet, è nato un nuovo protocollo. Questa versione specifica del protocollo per il settore automobilistico, nota come 10BASE-T1S, sostituisce CSMA/CD con il sistema di prevenzione delle collisioni a livello fisico (PLCA) per consentire il funzionamento deterministico fondamentale per i sistemi drive-by-wire e avanzati di assistenza alla guida. Al momento vediamo che un gran numero di produttori di chip come ADI, Microchip, NXP, Marvell, TI, Realtek, Renesas, Broadcom e ON Semiconductor stanno aumentando i loro sforzi nella direzione dell'Ethernet automobilistico e assumendo un ruolo guida nel suo utilizzo in scenari come il controllo delle luci dell'auto.