什么是車(chē)載以太網(wǎng)？

隨著新能源汽車(chē)的爆火和智能駕駛的普及，車(chē)聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)汽車(chē)總線發(fā)起了挑戰(zhàn)。車(chē)載以太網(wǎng)作為汽車(chē)內(nèi)部電氣設(shè)備的連接網(wǎng)絡(luò)，是在傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新與優(yōu)化，它改變了物理接口的電氣特性，并融入了車(chē)載網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特需求，從而制定了一系列新的標(biāo)準(zhǔn)。

車(chē)載以太網(wǎng)的應(yīng)用背景本質(zhì)是汽車(chē)從“機(jī)械定義”向“軟件定義”轉(zhuǎn)型的必然選擇，其高帶寬、低延遲、強(qiáng)擴(kuò)展性契合了智能汽車(chē)對(duì)數(shù)據(jù)通信的核心需求。隨著中央計(jì)算架構(gòu)的普及，車(chē)載以太網(wǎng)將成為未來(lái)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，支撐智能駕駛、智能座艙、車(chē)云協(xié)同等全場(chǎng)景服務(wù)。

隨著汽車(chē)智能化和聯(lián)網(wǎng)化的不斷推進(jìn)，汽車(chē)電子系統(tǒng)的復(fù)雜性也在逐漸提升，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也日益旺盛。車(chē)載以太網(wǎng)技術(shù)，依托于現(xiàn)已成熟的以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)，能夠有效地應(yīng)對(duì)汽車(chē)電子的新挑戰(zhàn)，提供穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)且標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。因此，車(chē)載以太網(wǎng)在汽車(chē)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中無(wú)疑將擁有更加廣闊的發(fā)展前景。

車(chē)載以太網(wǎng)應(yīng)用背景

（1）汽車(chē)智能化與自動(dòng)駕駛的推動(dòng)

傳感器數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)：自動(dòng)駕駛（L3及以上）依賴攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等多模態(tài)傳感器， 單輛汽車(chē)每秒產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量可達(dá)數(shù)GB（如8K攝像頭每秒約需4 Gbps帶寬）。

實(shí)時(shí)性要求：自動(dòng)駕駛決策需要低延遲（<10ms）和高可靠性，傳統(tǒng)CAN（1 Mbps）、LIN（20 kbps）或 FlexRay（10 Mbps）總線無(wú)法滿足。 

集中式電子架構(gòu)趨勢(shì)：域控制器（Domain Contr oller）或中央計(jì)算平臺(tái)（Central Computing）需要高速通信網(wǎng)絡(luò)整合多個(gè)ECU（如ADAS域、座艙域、動(dòng)力域），車(chē)載以太網(wǎng)的千兆帶寬（1Gbps+）成為關(guān)鍵支撐。

（2）車(chē)載網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的升級(jí)

從分布式到集中式架構(gòu)：傳統(tǒng)分布式架構(gòu)（數(shù)百個(gè)ECU通過(guò)CAN/LIN互聯(lián)）導(dǎo)致線束復(fù)雜（豪華車(chē)型線束超5km、重量超70kg），以太網(wǎng)通過(guò)高帶寬、低線束復(fù)雜度支持更簡(jiǎn)潔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。  

多協(xié)議融合需求：支持IP協(xié)議棧的以太網(wǎng)可無(wú)縫對(duì)接車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)（IVI）、OTA升級(jí)、V2X通信等，而傳統(tǒng)總線（如MOST）僅針對(duì)特定場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

（3）車(chē)載信息娛樂(lè)與互聯(lián)服務(wù)需求

智能座艙升級(jí)：多屏互動(dòng)（儀表、中控、HUD、后排娛樂(lè)）、AR導(dǎo)航、語(yǔ)音交互等需要高帶寬傳輸視頻流（如4K/60fps視頻需12 Gbps）。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)（V2X）與OTA：車(chē)輛需與云端、其他車(chē)輛（V2V）、基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）實(shí)時(shí)交互，車(chē)載以太網(wǎng)支持TCP/IP協(xié)議，可直接對(duì)接互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，簡(jiǎn)化通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。

（4）具體應(yīng)用場(chǎng)景

ADAS與自動(dòng)駕駛：傳感器數(shù)據(jù)融合（如攝像頭+雷達(dá)）、高精地圖實(shí)時(shí)更新 

智能座艙：多屏互動(dòng)、高清視頻傳輸、云端服務(wù)接入

診斷與OTA：支持高速固件升級(jí)（如特斯拉通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)OTA） 

區(qū)域控制器（Zonal Architecture）：以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)絡(luò)連接區(qū)域控制器，減少ECU數(shù)量（如特斯拉Model 3的ECU數(shù)量比Model S減少60%）

車(chē)載以太網(wǎng)的通信方式及常見(jiàn)接口

重點(diǎn)應(yīng)用產(chǎn)品

UT-ETH04-AM 是一款高性能多通道千兆車(chē)載以太網(wǎng)分析儀，適用于車(chē)載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控和解析、通信 測(cè)試、ECU刷寫(xiě)、產(chǎn)線升級(jí)等多場(chǎng)景下的仿真分析測(cè)試。集成4路100/1000BAST-T1端口和集成2 路100/1000BASE-T標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)RJ45端口，實(shí)現(xiàn)車(chē)載以太網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

在交換機(jī)模式下4路車(chē)載以太網(wǎng)和2路標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)可以直接相互通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)載以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的捕獲分析。在獨(dú)立網(wǎng)模式下可以通過(guò)NAT方式實(shí)現(xiàn) ETH6 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口跨網(wǎng)段和4路車(chē)載以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)通訊。即可將車(chē)載以太所設(shè)備的任意IP地址和端口號(hào)，映射到ETH6標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口IP地址和端口號(hào)，方便解決了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備法修改IP地址和端口號(hào)的問(wèn)題。同時(shí) ETH5 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口具有鏡像功能，可用于捕獲其余的指定端口數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)鏡像到鏡像端口。

UT-ETH04-AM 設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性，從抗干擾角度進(jìn)行了全方位的硬件設(shè)計(jì)采用 高性能工業(yè)級(jí)芯片、大容量TVS、EMC的 PCBLayout，這些賦予UT-ETH04-AM強(qiáng)大工業(yè)應(yīng)用能力。

支持100/1000BASE-T1(車(chē)載以太網(wǎng))和100/1000 BASE-T(標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng))之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 

支持100/1000BASE-TX 自協(xié)商功能

支持鏡像監(jiān)控模式、可設(shè)置主從及速率模式

支持獨(dú)立網(wǎng)模式，所有接口進(jìn)行隔離通信

深度定制優(yōu)化系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能 

搭載宇泰自主研發(fā)的UT-NAT(代理網(wǎng)絡(luò)機(jī)制),無(wú)需配置終端實(shí)現(xiàn)IP轉(zhuǎn)換功能

支持系統(tǒng)運(yùn)行燈、電源指示燈、T1 端口指示燈、RJ45 網(wǎng)絡(luò)口指示燈等 工作狀態(tài)指示功能

支持寬溫工作

工作溫度范圍：-40~85℃

存儲(chǔ)溫度范圍：-40~85℃

相對(duì)濕度范圍：5%~95%無(wú)凝露

支持寬壓供電，支持防反接保護(hù)，工作電壓：DC9~48V,標(biāo)準(zhǔn)工作電壓12V1A

典型產(chǎn)品應(yīng)用

多臺(tái)同 IP 設(shè)備測(cè)試方案

如在產(chǎn)線測(cè)試時(shí)，同時(shí)測(cè)試4 臺(tái)同型號(hào)的 ECU，而 ECU 的 IP 地址等參數(shù)都一樣，傳統(tǒng)的測(cè)試方法就無(wú)法對(duì)相同 IP 的設(shè)備進(jìn)行同時(shí)測(cè)試。此時(shí)可以使用宇泰自主研發(fā)的UT-NAT（代理網(wǎng)絡(luò)機(jī)制）功能，可以免配置終端，實(shí)現(xiàn)ECU批量測(cè)試需求，多應(yīng)用在智能老化柜場(chǎng)景需求當(dāng)中。

交換機(jī)模式

當(dāng)把設(shè)備的交換機(jī)模式開(kāi)啟時(shí)，UT-ETH04-AM可作為6端口千兆交換機(jī)。此時(shí)設(shè)備和我們經(jīng)常用的非網(wǎng)管型交換機(jī)的功能一樣。