车载以太网：自动驾驶数采基石与创新引擎
车载以太网：自动驾驶数采基石与创新引擎
- 邵越 | 业务发展经理，虹科电子
高效可靠的通信网络能为自动驾驶系统带来怎样的突破？随着智能驾驶技术的不断发展，车载以太网正成为连接各类传感器和控制模块的核心枢纽，助力实现更精准、更快速的数据处理与决策。
本场演讲将深入探讨车载以太网在自动驾驶感知中的关键作用，揭示其如何提升系统带宽、简化布线、增强电磁兼容性，从而实现多传感器的高效融合和数据管理。同时通过丰富的实践案例，展示车载以太网在高速数据传输、环境感知和智能交互中的应用效果，展望其在未来智能网联和自动驾驶技术中的持续推动作用。
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精选Q&A
车载以太网采用哪些标准网络协议？
首先明确车载以太网和传统以太网只是物理层协议和应用层协议有所不同，从数据链路层到网络层和传输层都一样。物理层有IEEE 802.3bw (100BASE-T1)、IEEE 802.3bp (1000BASE-T1)、IEEE 802.3cg (10BASE-T1S）；链路层有IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1AS、 IEEE-1588（PTPv2）；网络层和传输层包括ARP、IP、TCP、UDP；应用层则是DoIP、SOME/IP、DDS等。
车载以太网和传统以太网在链路层和物理层的差异？
车载以太网与传统以太网的差异仅在PHY层，首先在传输方式上，T1采用的是全双工的传输模式，TX则是单双工；编码方式上，T1采用的PAM3（100/1000M），TX则是4B/5B编码；PHY接口差异则是指收发器芯片，前者能够在单对非屏蔽线缆上传输，后者则是2对非屏蔽线缆（RJ45接口）形式。
车载以太网的数据传输稳定性如何？
其数据传输的稳定性达到了较高的程度。比如借助gPTP协议提供的亚微秒级时间同步精度，所有连接设备可以在相同时间基准上运行；误码率通常低于10^-12，意味着每传输一万亿比特才可能出现一个错误；在冗余设计与错误恢复机制加持下，丢包率测试也几乎为零。
应用中采用屏蔽双绞线多，还是非屏蔽双绞线多？
针对于100base-T1多以非屏蔽双绞线为主，但随着对速率需求的增高，1G/2.5G/5G/10G….需求广泛，为了进一步保障数据传输的可靠性，也开始采用屏蔽双绞线(STP）。两者线缆都很普及，具体使用还是要看应用场景。
车载以太网的时间同步机制需要考虑哪些因素？
可以考虑3个方面。首先是时钟源和时钟精度选择，使用高精度时钟源（如GPS或原子钟）作为时间同步的参考。其次，时间同步协议的选择，比如gPTP，可提供亚微秒级同步精度。最后，网络拓扑和架构，多级交换机会增加延迟，确保交换机支持时间同步协议，通过链路延迟测量和校正减少误差。
车载以太网的抗干扰性是如何实现的？
复杂电磁环境中表现良好：在混合动力或电动汽车中，电机控制器和其他高压电器设备会产生强烈的电磁场。车载以太网在这种环境下依然能够保持稳定的数据传输，没有显著的性能下降。主要通过以下方式实现：
① 采用差分信号传输，有效抵消共模噪声，减少电磁辐射的同时也降低了外接电磁的干扰；
② 采用线缆屏蔽，对电磁兼容性要求较高的场景下，采用屏蔽双绞线（STP）进一步增强抗干扰能力。