Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Motoryzacyjne systemy Ethernet

ghost666 21 Cze 2018 22:43 2547 10
  • Motoryzacyjne systemy Ethernet
    Wykorzystanie sieci Ethernet w systemach samochodowych jest coraz częstsze wśród producentów OEM oraz najważniejsze firmy z rynku motoryzacyjnego. Od kilku lat trwa już adopcja tych systemów; IEEE stworzyła specjalne wersji standardu 802.3 dla tych instalacji: IEEE 802.3bw (100BASE-T1, 100Mbps, kabel miedziany) oraz IEEE 802.3bp (1000BASE-T1, 1Gbps, kabel miedziany).

    Nowe standardy są ważne, ponieważ inkorporują nowe funkcje, wymagane przez konkretne technologie motoryzacyjne, które są czy będą niebawem wprowadzane do samochodów. Z jednej strony chodzi tutaj o coraz bardziej złożone systemy multimedialnej czy zaawansowane systemy wspomagania jazdy a z drugiej strony złożoną diagnostykę pojazdu oraz możliwości komunikacji pojazdu z innymi pojazdami i otoczeniem (technologie 5G czy V2X).

    Zmiany w standardach dotyczą przede wszystkim warstwy fizycznej interfejsów (PHY). Zmiany interfejsu dotyczą części elektrycznego warstwy fizycznej, zwanej także interfejsem zależnym od medium (MDI). Jednym z kluczowych aspektów jest wprowadzenie unikalnej dla przemysłu motoryzacyjnego specyfikacji MDI, wynikającej z szczególnych warunków otoczenia i wymagań EMI i zgodności elektromagnetycznej w samochodzie. Pozwala to na wykorzystanie nieekranowanych kabli w instalacji w aucie. Redukuje to koszt i wagę sieci, co jest niezwykle istotne dla producentów pojazdów kołowych.

    Redukcja wagi i kosztów sieci to nie jedyne zalety, jakie oferują nowoczesne sieci Ethernet do zastosowań motoryzacyjnych. Architektura sieci uwzględnia przełączniki i pozwala na osiągnięcie większego pasma układu i wyższej przepustowości, które nie są możliwe przy wykorzystaniu starszych interfejsów, takich jak CAN, LIN czy MOST, które typowo stosowane były (i nadal są) w samochodach.

    Jednakże wykorzystanie tego rodzaju sieci w samochodzie do komunikacji w samochodzie narzuca na projekt podobne wymagania co w przypadku poprzednich interfejsów w współdzielonej sieci - niezawodność, zgodność elektromagnetyczną, zapewnienie funkcjonalności i kompatybilności elektrycznej interfejsu etc. Zwłaszcza dwie ostatnie wymienione rzeczy są istotne, gdyż odpowiadają za poprawne współdziałanie wielu urządzeń w jednej sieci. Liczba sensorów podłączonych do sieci Ethernet w aucie cały czas rośnie - każdy z nich może być produkowany przez inną firmę i posiadać inną implementację warstwy fizycznej, tak jak pokazano na rysunku po lewej stronie. Zachowanie ścisłych parametrów interfejsu zagwarantuje, że system taki będzie poprawnie działał.

    już na początkowym etapie rozwoju omawianych systemów, szereg producentów z branży motoryzacyjnej dostrzegło, iż konieczne jest rozpoczęcie sformalizowanej współpracy w zakresie kwestii takich jak zgodność elektromagnetyczna, zakłócenia EMI oraz wzajemna kompatybilność urządzeń. W roku 2011, w ramach branżowego stowarzyszenia One-Pair Ether-Net (OPEN) powstała Specjalna Grupa Interesów (SIG). Obecnie posiada ona ponad 300 członków, wliczając w to procentów OEM, dostawców elementów i dystrybutorów technologii. OPEN kieruje pracami grupy w zakresie stworzenia motoryzacyjnych dodatków do standardu Ethernet oraz zapewnienia testów wzajemnej kompatybilności poszczególnych urządzeń wpinanych do tej sieci. Dzięki temu możliwe było ustandaryzowanie procedur testowana komponentów przez różnych dostawców, dzięki czem u integracja tych systemów jest tak prosta, jak wymaga tego przemysł motoryzacyjny.





    Testy stworzone w ramach prac grupy dotyczą trzech obszarów:

    * Zakłócenia EMI oraz zgodność elektromagnetyczna.
    * Funkcjonalna i elektryczna zgodność z normami IEEE.
    * Współpraca i wymienność warstwy PHY pomiędzy różnymi dostawcami tych elementów.

    W ramach specyfikacji testów przygotowano stosowną dokumentację w postaci szeregu zestawu testów:

    * Specyfikacja testów EMC dla transceiverów 100BASE-T1.
    * Zestaw testów dotyczących integracji warstwy fizycznej BroadR-Reach.
    * Zestaw testów kontrolnych warstwy fizycznej BroadR-Reach.
    * Zestaw testów dla podwarstwy oprogramowania warstwy fizycznej BroadR-Reach.
    * Zestaw testów kompatybilności wzajemnej układów 100BASE-T1.

    Łącznie dokumenty te dostępne są pod hasłem testów zgodności i wzajemnej kompatybilności warstwy PHY 100BASE-T1. Test te zostały wyspecyfikowane przez komitet techniczny numer jeden (TC1) działający w ramach OPEN. Są one podstawowymi testami, które muszą zostać przeprowadzone, aby dany dostawca technologii mógł pochwalić się, że jego produkty spełniają wymagane standardy motoryzacyjnej sieci Ethernet. Daje to także producentom OEM możliwość ilościowego porównywania pomiędzy sobą poszczególnych implementacji warstwy fizycznej itp.

    TC1 do prowadzenia testów dla przemysłu motoryzacyjnego upoważnione są trzy laboratoria na świecie, każde zajmujące się jednym z trzech wymienionych obszarów.

    Firma Texas Instruments, jako jeden z członków OPEN, bierze aktywny udział w testowaniu komponentów. Produkowane przez TI podzespoły także są testowane. Firma chwali się, że układy DP83TC811R-Q1 ora DP83TC811S-Q1, które produkuje, z powodzeniem przeszły testy zgodności i kompatybilności w niezależnych laboratoriach certyfikujących.

    Badania kompatybilności polegają na monitorowaniu współpracy testowanego układu z innymi układami w różnych scenariuszach testowych. Testowany układ przyjmuje w nich rolę tak nadrzędną (master) jak i podrzędną (slave) w sieci. Testy funkcjonalności polegają na:

    * Badaniu zdolności układu do łączenia się z wieloma układami, wiele razy w różnych warunkach, takich jak:
    - resetowanie (twarde i miękkie) testowanego układu jak i układów z którymi się łączy
    - stan uśpienia lub wybudzenia
    - temperatura
    - długość kabli
    - podawany do sygnału szum
    - polaryzacja sygnału.
    * Badaniu podtrzymania nawiązanej transmisji.
    * Sprawdzaniu integralności łącza, ocenianej na podstawie liczby zagubionych ramek (błędów CRC, nieprawidłowej wielkości pakietu).
    * Analizie niezawodności łącza dla poprawnej konfiguracji łącza i sprawdzaniu, czy przy niepoprawnej konfiguracji system będzie świadom tego faktu.
    * Sprawdzaniu poprawności działania funkcji takich jak wskaźnik jakości sygnału, diagnostyka kabli etc.

    Dzięki poprawnemu przejściu tych niezależnych testów dotyczących kompatybilności, a także testów EMI i zgodności elektromagnetycznej, elementy TI (DP83TC811R-Q1 i DP83TC811S-Q1) są w pełni kwalifikowanymi modułami warstwy fizycznej AEC Q-100 dla sieci 100BASE-T1 (IEEE 802.3bw, BroadR-Reach).

    Źródło: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2018/05/02/importance-of-automotive-ethernet-standards


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #2 22 Cze 2018 17:28
    Tommy82
    Poziom 39  

    Jakoś koncepcja wykorzystania ethernetu w aucie mi się nie podoba.

    Co do 5G może być w PL problem bo Rosjanie w Kaliningradzie Białoruś i Ukraina wykorzystuje do celów wojskowych.

  • #3 23 Cze 2018 11:04
    Nerwus
    Poziom 18  

    Aktualnie nie ma nic bardziej efektywnego (przepustowość/cena/waga/objętość).
    Medium identyczne jak przy CAN a prędkość transmisji wielokrotnie wyższa.

  • #4 23 Cze 2018 15:46
    Kpc21
    Poziom 23  

    Do przesyłania bardzo małych porcji danych typu sygnał z czujnika raz na jakiś czas Ethernet mało się nadaje, to jest kobyła. Żeby przesłać np. kilka bitów czy bajt danych musisz nadać ramkę o rozmiarze niemalże 100 bajtów (38 bajtów - cały narzut + 46 bajtów - minimalna długość zawartości ramki).

  • #5 24 Cze 2018 22:30
    electro
    Poziom 17  

    Ethernet jest już stosowany w samochodach jednak tylko do transmisji video z kamer oraz danych pomiędzy modułami komunikacyjnymi opartymi o 3G/4G a Jednostkami nawigacyjnymi, np. do aktualizacji map i dostępu do internetu itp. Wszystkie strategiczne (ale nie wymagające dużych prędkości) magistrale operają się o CAN, flexray

    Kpc21 napisał:
    Do przesyłania bardzo małych porcji danych typu sygnał z czujnika raz na jakiś czas Ethernet mało się nadaje, to jest kobyła. Żeby przesłać np. kilka bitów czy bajt danych musisz nadać ramkę o rozmiarze niemalże 100 bajtów (38 bajtów - cały narzut + 46 bajtów - minimalna długość zawartości ramki).

  • #6 24 Cze 2018 22:36
    Kpc21
    Poziom 23  

    No tam to Ethernet ma sens. Do Internetu/sieci WAN to teraz często nawet na długie dystanse stosuje się Ethernet (oczywiście w oparciu o światłowody, a nie miedź), a na krótkie dystanse jest to po prostu oczywisty wybór, w zasadzie jedyne sytuacje, gdzie nie stosuje się do ruchu tego typu na krótkich dystansach Ethernetu, to przypadki, gdy trzeba przesłać sygnał po istniejącej infrastrukturze telefonicznej czy telewizyjnej. Ethernet jest do tego stworzony.

  • #7 13 Wrz 2018 21:10
    Nerwus
    Poziom 18  

    electro napisał:
    Ethernet jest już stosowany w samochodach jednak tylko do transmisji video z kamer oraz danych pomiędzy modułami komunikacyjnymi opartymi o 3G/4G a Jednostkami nawigacyjnymi, np. do aktualizacji map i dostępu do internetu itp. Wszystkie strategiczne (ale nie wymagające dużych prędkości) magistrale operają się o CAN, flexray

    Kpc21 napisał:
    Do przesyłania bardzo małych porcji danych typu sygnał z czujnika raz na jakiś czas Ethernet mało się nadaje, to jest kobyła. Żeby przesłać np. kilka bitów czy bajt danych musisz nadać ramkę o rozmiarze niemalże 100 bajtów (38 bajtów - cały narzut + 46 bajtów - minimalna długość zawartości ramki).


    Zobacze nowe X5 czy 8-ka. Całe multimedia jest oparte o Ethernet. BMW stosuje go od 2007.

  • #8 13 Wrz 2018 23:28
    electro
    Poziom 17  

    Nerwus napisał:
    Zobacze nowe X5 czy 8-ka. Całe multimedia jest oparte o Ethernet. BMW stosuje go od 2007.

    Czytam czytam i zastanawiam sie co chciałeś powiedzieć. Nie wiem co to są „całe multimedia” ? Ale póki co na ethernecie w BMW jest nie wiele więcej ponad to co napisałem. Od 2007 roku tak, ale nie ten interfejs o którym jest ten temat, tu chodzi o 100BASE-T1 używany produkcyjnie od około 2014-2015

  • #9 16 Wrz 2018 21:04
    Nerwus
    Poziom 18  

    electro napisał:
    Nerwus napisał:
    Zobacze nowe X5 czy 8-ka. Całe multimedia jest oparte o Ethernet. BMW stosuje go od 2007.

    Czytam czytam i zastanawiam sie co chciałeś powiedzieć. Nie wiem co to są „całe multimedia” ? Ale póki co na ethernecie w BMW jest nie wiele więcej ponad to co napisałem. Od 2007 roku tak, ale nie ten interfejs o którym jest ten temat, tu chodzi o 100BASE-T1 używany produkcyjnie od około 2014-2015


    Cale multimedia to: Jednostka centralna (tzw Navigacja), zegary (tzw. licznik), modułu TCU (modem 5G), moduł radia, kamery asystentów, kamera odczytu znaków. To wszystko jest podłączone przy użyciu BroadR-Reach Ethernetu (dwu-żyłowa, nie ekranowana skrętka).
    BMW CLAR (35up) platforma używa go.
    W 2007 roku BMW wprowadziło Ethernet do złącza diagnostycznego aby przyspieszyć programowanie sterowników.
    Mało jakie źródło poprawnie rozróżnia 100BASE-T1 od BroadR-Reach.

    Tytuł tego postu to Motoryzacyjne systemy Ethernet, fakt źródło ma trochę inny temat.

  • #10 16 Wrz 2018 22:24
    electro
    Poziom 17  

    Nerwus napisał:
    Mało jakie źródło poprawnie rozróżnia 100BASE-T1 od BroadR-Reach.

    No właśnie 100BASE-T1 to BroadR-Reach, lub OABR (Open Alliance BroadR-Reach) T1 oznacza jedną parę ;)

  • #11 17 Wrz 2018 00:17
    Nerwus
    Poziom 18  

    electro napisał:
    Nerwus napisał:
    Mało jakie źródło poprawnie rozróżnia 100BASE-T1 od BroadR-Reach.

    No właśnie 100BASE-T1 to BroadR-Reach, lub OABR (Open Alliance BroadR-Reach) T1 oznacza jedną parę ;)


    To teraz popatrz raz jeszcze "pod maskę" nowej X5 czy 8ki. Masz go tam sporo.