以太网即将为你而来

2019年1月16日

以太网即将为你而来

汽车以太网。这真的是一件大事。如果我们要以任何有意义的(而且安全的)方式交出控制权，我们的汽车就必须比我们的手机聪明。如今汽车上的数据传输采用多种形式。我最近租的是一个带有蓝牙配对功能的滚动WIFI热点，用于信息娱乐。当然，在黑色雪佛兰的烟灰缸旁散落着一些不错的老式USB接口。别忘了GPS系统。我们既可以与熟悉区域的机器互动，也可以简单地按下通用汽车的OnStar按钮，让真人帮我们查找。

这只是普通汽车驾驶之外的客户界面。最后，我只能依靠手机问路，以及熟悉的车队交通工具在南佛罗里达转了一圈。手机暂时占据优势。黑斑羚的命运确实令人沮丧，但新的事情正在地平线上。没人想被人抓到不去抓黄铜戒指。以太网是实现这一目标的手段之一。

以太网是什么?

从物理角度看，以太网是串口。一个连接器和几根电线。它可以与后面的版本相媲美USB在这方面。汽车行业也有类似的标准，称为CAN-Bus。它与扇区一起成长为低速和容错双绞线，从一端运行到另一端，并根据需要断开。在120欧姆差分，can总线的阻抗比我们通常看到的高一点。

图片来源:作者

物理结构为100英里/小时的测试而硬化。一直以来，在媒体访问控制(MAC)子层中发明了新的传输数据的方法。根据你问的人的不同，它也可以代表Medium Access Control。在“堆栈”中，MAC位于PHY层的正上方。这是我们。这两层构成了栈的基础，也是所有IEEE 802.3-something文档试图定义的内容。作为数据链路层的下半部分，MAC是逻辑链路控制(LLC)子层的近亲。

“标准”操作

这些标准的重点是提出有关比特流形式的令人满意的细节。基本上，我们是根据一次发送的比特数，如何在接收端解释这些比特数，以及一旦检测到损坏的数据该如何处理来构造数据。帧负责停止位、奇偶校验和作为协议的双工。我已经有一段时间了，回想起我的1200波特调制解调器的相同类型的设置。这些属性是通用的。

这些标准还建立了一个层次结构，说明在发生时间冲突时哪种类型的数据获得优先级。构成车辆中枢神经系统的电子控制单元的输入过载一直是一个问题。简单时代的8位系统让位于16位系统，以此类推，直至二进制链。

在软件/硬件边界处进行分类

标准的媒体独立接口(MII)是基准，使用16引脚。随后是一个减少MII(6或10?引脚)和千兆MII，当然还有减少千兆(RGMII)。然后是串行千兆媒体独立接口，最后是10千兆XGMII，它将回到很多引脚-现在。(XAUI,代表!)

图片来源:剑桥大学

标准的演变主要是关于这些类型的操作规范，以及每次更多的数据吞吐量。丢包或高误码率通常可以追溯到某种程度上的糟糕设计，所以我们至少可以粗略地了解一下测试台上发生的事情。我不是一个“全栈”开发人员，但这些东西每次都能理解一点。在保持向后兼容性的同时，趋势总是更快、更可靠、更安全、更多。

正是最后一件事，即兼容性，推动了一波面向汽车技术的以太网浪潮。在过去的几年里，网络巨头们看到他们对标准的强制10倍的改进不时出现。在汽车装配线上，适应这种数据速率从来都不是问题，直到现在。传感器融合，将许多数据流实时转化为可操作的信息，需要一个大的管道。几乎每一个可以被分析的驾驶方面都有一个传感器。

数据驱动的

每一秒的操作都涉及大量的数据。车辆想知道四个轮胎是否都在地面上转动。它需要知道你是在海平面上还是在山口上，这样它才能精确地调节空气/燃料的混合。如果你需要购买新的空气质量传感器，请举手。好的，把它放下。汽车应该打开前灯还是打开雨刷?要求传感器。它应该提醒你在你的盲区有辆车吗?传感器。是时候打开安全气囊了吗? All of them? Now? How about now? Inquiring cars need to know.

这是我们在考虑物质享受和信息娱乐系统之前的全部内容。我的车会嗅闻外面的空气，如果它认为我可能不喜欢外面的气味，就会打开空调进行再循环。它永远不会结束。所有这些都是数据驱动的。即将推出的5G技术将实现人们尚未想到的应用。如果数据来自相同的剧本，那么与网络同步就会更容易。当不法分子使用更复杂的黑客技术时，安全方面的担忧是真实存在的。以太网社区一直在为此而战。

汽车以太网标准的最新版本是IEEE的802.3bw-2015。你可能已经在一个有轮子的局域网中开车了。Teledyne LeCroy公司的David Maliniak表示，与LIN (19.2 kb/s)、CAN FD (15 Mb/s)、FlexRay (10 Mb/s)和MOST(25、50或150 Mb/s共享)相比，汽车以太网提供了更高的数据传输带宽。