Architektura strefowa i interfejs Ethernet reprezentują przyszłość sieci w środkach transportu. Nowe funkcje w pojazdach, a także przejście na architekturę, wykorzystującą agregację czujników i siłowników w moduły strefowe, wymagają sieci komunikacyjnej o dużej przepustowości i małych opóźnieniach. Architektura strefowa implementująca Ethernet umożliwia umacnianie się trendu środków transportu definiowanych programowo.
Większość dzisiejszych pojazdów jest zbudowana przy użyciu klasycznej architektury okablowania korzystającej z elektronicznej jednostki sterującej (ECU). Jest to tak zwana architektura domenowa. Dzieli ona w ECU samochód na domeny w oparciu o określone funkcje, niezależnie od ich fizycznej lokalizacji w pojeździe.
Architektura strefowa, w przeciwieństwie do domenowej, organizuje komunikację, dystrybucję zasilania i sterowanie obciążeniem według lokalizacji, a nie funkcji, jak pokazano na rysunku 1. Moduł strefowy zachowuje się jak sieciowy most danych między systemem komputerowym pojazdu a lokalnymi węzłami brzegowymi, takimi jak inteligentne czujniki i ECU. Aby zredukować ilość przewodów w maszynie, moduł strefowy będzie również rozdzielał zasilanie dla różnych węzłów brzegowych (poprzez implementację m.in. inteligentnych bezpieczników półprzewodnikowych), obsługiwał obliczenia niskiego poziomu i sterował lokalnymi obciążeniami, takimi jak silniki czy elementy oświetlenia.
Moduły strefowe przesyłają zasoby z różnych sensorów i ECU przez sieć komunikacyjną z węzłem brzegowym, a także zagregowane dane z czujników do centralnego systemu obliczeniowego za pośrednictwem komunikacji szkieletowej. Podobnie transferują informacje otrzymane z centralnego systemu obliczeniowego do różnych elementów wykonawczych, ponownie przy pomocy komunikacji szkieletowej i, znów za sprawą sieci komunikacyjnej, do węzłów brzegowych. Taka dwukierunkowa komunikacja między centralnym systemem obliczeniowym a modułami strefowymi wymaga szkieletu komunikacyjnego o dużej przepustowości i małych opóźnieniach, aby obsłużyć dużą liczbę danych generowanych przez różne peryferia w systemie, takie jak wiele kamer zaawansowanego systemu wspomagania kierowcy (ADAS), sterowanie ruchem pojazdu czy adaptacyjne światła drogowe.
Wymagania dotyczące przepustowości w architekturze strefowej
Aby zrozumieć zalety korzystania z sieci Ethernet w pojazdach, należy podzielić spożytkowanie jej według aplikacji. Nowo zdefiniowany standard Single Pair Ethernet (SPE) oferuje prędkości komunikacji od 10 Mb/s do 10 Gb/s. SPE zdefiniowane jest przez standardy IEEE 802.3cg (10 Mb/s), IEEE 802.3bw (100 Mb/s), IEEE 802.bu (1 Gb/s) i IEEE 802.3ch (10 Gb/s). Wszystkie te technologie Ethernet działają na kablu z pojedynczą parą i mogą komunikować się w zakresie do 15 metrów, czyli wystarczająco daleko, aby pokryć najdłuższe odległości w pojeździe. Ethernet może również umożliwić synchronizację czasu dla danych z różnych czujników przy użyciu znaczników czasu opisanych w normie IEEE 802.1AS w celu zapewnienia minimalnych opóźnień w systemie.
Chociaż Ethernet jest zdolny do osiągania bardzo dużych prędkości przesyłu, nie są one konieczne w każdym kontekście. Na przykład komunikacja z modułem sterującym drzwiami lub systemem ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji nie wymaga szybkości transmisji na poziomie 100 Mb/s. Warstwa fizyczna sieci Ethernet o przepustowości 10 Mb/s lub alternatywny protokół sieciowy, taki jak Controller Area Network (CAN), jest lepszy w przypadkach użycia z niższą prędkością i mniej intensywnie wykorzystującą przepustowość. Jednocześnie lepiej jest zarezerwować wyższe szybkości do wysyłania zagregowanych danych z kamery i czujników systemu autonomicznej jazdy z modułów strefowych do centralnego systemu obliczeniowego. Rysunek 2 pokazuje, gdzie w architekturze strefowej zastosować różne prędkości sieci Ethernet.
Korzystając z rysunku 2, można przyjrzeć się bliżej poziomom szybkości komunikacji, jakie stosowane są w aplikacjach radarowych, LiDAR-ach samochodowych i kamerach. Zazwyczaj interfejs CAN jest używany do przekazywania informacji radarowych do modułu strefowego, jeśli system radarowy na chipie (SoC) wykonuje pierwszy poziom przetwarzania danych. Wysyłanie nieprzetworzonych zasobów do centralnego systemu obliczeniowego w celu dalszego przetworzenia pozwoli uzyskać więcej informacji poprzez fuzję różnych danych z czujników radarowych i innych sensorów (np. fuzja obrazu w świetle widzialnym i sygnału radarowego). Transmisja tak dużej ilości nieprzetworzonych zasobów wymaga większej przepustowości, tworząc przestrzeń dla Ethernetu w zakresie prędkości od 100 Mb/s do 1 Gb/s w transferze danych z radarów i LiDAR-ów.
W przypadku kamer, Flat Panel Display, czyli FPD-Link jest najbardziej odpowiednim protokołem, gdy poziom zwiększonej ilości danych ADAS wymaga wszystkich nieprzetworzonych z przedniej kamery do dalszego przetwarzania. Jeśli jednak istnieje możliwość kompresji danych z przedniej kamery i nie ma potrzeby transferowania kompletnego ich zestawu do systemu ADAS, doskonałą alternatywą jest Ethernet przy prędkości 100 Mb/s.
Moduły instalowane w korpusie pojazdu, zawiadujące różnymi jego elementami, takie jak czujniki w klamkach drzwi, moduły sterujące podnoszeniem szyby i lusterkami bocznymi, tradycyjnie stosują do komunikacji protokoły CAN oraz Local Interconnect Network (LIN), ponieważ nie jest tutaj wymagana duża przepustowość. Podczas gdy inżynierowie projektujący te systemy będą nadal korzystać z sieci CAN i LIN, zwiększone spożytkowanie Ethernetu w pojazdach stwarza również miejsce dla wielopunktowej sieci 10Base-T1S o przepustowości do 10 Mb/s. Ethernet jest tradycyjnie topologią typu punkt-punkt, ale Ethernet 10Base-T1S jest pierwszym standardem umożliwiającym funkcjonalność w topologii magistrali.
Multigigabitowy Ethernet w architekturze strefowej
Jaka jest potencjalna ewolucja architektury strefowej w pojazdach? Rozpoczyna się od agregacji danych z korpusu maszyny, włączenia do systemu dystrybucji zasilania i centralizacji obliczeń. Z czasem architektury stref zaczną agregować dane z innych domen, takich jak systemy wspomagania kierowców (ADAS). Ostatecznym celem jest włączenie wszystkich domen do architektury strefowej. Bez względu na to, do której domeny należą dane, moduł strefowy i centralny system obliczeniowy nadal będą wykorzystywać tę samą szkieletową sieć komunikacyjną do przesyłania informacji.
Funkcje domeny korpusu sensorów pojazdu wymagają sieci o prędkości na poziomie zaledwie 10 Mb/s lub mniej. Ponieważ jednak funkcje systemów ADAS, takie jak radary, LiDAR-y czy kamery, zostają włączone do architektury strefowej, wymagania dotyczące szybkości i przepustowości muszą wzrosnąć, aby pomieścić większą liczbę danych z tych czujników. Sensory radarowe zazwyczaj generują dane z prędkością od 0,1 Mb/s do 15 Mb/s. LiDAR z szybkością od 20 Mb/s do 100 Mb/s. Najwięcej na tym polu osiągają kamery: od 500 Mb/s do 3,5 Gb/s. Dzisiejsze pojazdy mają zwykle od czterech do sześciu czujników radarowych, od jednego do pięciu sensorów LiDAR i od sześciu do dwunastu kamer(!). Biorąc pod uwagę architekturę strefową, jeden moduł strefowy może mieć podłączone np. dwa czujniki radarowe, dwa LiDAR-owe i cztery kamery. Rysunek 3 pokazuje, ile zasobów jest generowanych przez każdy sensor oraz o jakich ilościach mówimy przy połączeniu wszystkich z czujników w jeden przykładowy moduł strefowy.
Tak wysoka suma generowanych danych powoduje nacisk na używanie interfejsu Ethernet z prędkością transmisji 2,5 Gb/s, 5 Gb/s lub nawet 10 Gb/s wśród producentów sprzętu OEM. Architektura strefowa wymaga szkieletowej sieci komunikacyjnej zdolnej do przesyłania ogromnej ilości zasobów wytwarzanych przez czujniki ADAS do centralnego systemu komputerowego. Nieskompresowane dane z kamer już wykraczają poza obecne możliwości Ethernetu, a rozdzielczość i liczba pikseli w kamerach stale rosną. W miarę jak pojazdy będą dążyć do autonomii, ilość sensorów będzie się zwielokrotniać. W związku z tym przepustowość potrzebna do obsługi zwiększonej rozdzielczości kamery i czujników jeszcze bardziej wzrośnie. Prędkości Ethernet, których żądają producenci OEM, najprawdopodobniej mają różne harmonogramy wprowadzania do użytku, co ma wpływ na włączanie wielorakich funkcji do modułów strefowych. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej funkcji ADAS w modułach strefowych, tym wyższe są wymagania dotyczące przepustowości transmisji.
Wykorzystanie Ethernetu jako szkieletu architektury strefowej umożliwia pojazdom przesyłanie większej ilości danych przez sieć samochodową również podczas łączenia się z Internetem lub zdalnymi serwerami OEM. Umożliwia to realizację usług opartych na subskrypcji i diagnostykę maszyn czy zdalne przeprowadzane aktualizacje oprogramowania układowego w trybie FOTA (ang. firmware over-the-air). Te ostatnie pozwalają na różne cykle uaktualnienia sprzętu i oprogramowania, które mogą być asynchroniczne w wyniku niezależności czujników i elementów wykonawczych od centralnego węzła obliczeniowego. Aktualizacja FOTA może również wprowadzić dodatkowe funkcje i ulepszenia w zakresie bezpieczeństwa, zamiast czekać na nowy model lub konieczność przywiezienia pojazdu do naprawy do autoryzowanego serwisu. Korzyści są zarówno dla producentów OEM, jak i dla klienta końcowego. To dlatego, że ci pierwsi mają kontrolę nad aktualizacją pojazdu o dodatkowe funkcje po wprowadzeniu na rynek, a dla konsumenta to mniej problemów z powodu np. konieczności podróży do dealera w celu uaktualnienia oprogramowania układowego.
Warstwa fizyczna w architekturze strefowej
Ethernet wymaga użycia warstwy fizycznej (PHY) do przesyłania i odbierania danych z wysoką prędkością. Automotive Ethernet PHY eliminuje wiele problemów związanych z Ethernetem jako podstawą okablowania w pojazdach, takich jak słaba jakość sygnału w tak niestabilnym środowisku. Ethernetowe PHY firmy Texas Instruments mogą pracować w zakresie temperatur od −40°C do 125°C, zgodnie ze standardami AEC-Q100 Grade 1. Ethernetowe PHY muszą również realizować wymogi zgodności Ethernet. Muszą zapewnić, że spełniają określone standardy interoperacyjności i niezawodności dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej i zakłóceń elektromagnetycznych. A także że są tożsame z normami IEEE, zgodnie ze standardami Open Alliance TC1 i TC12, aby pracować w środowisku samochodowym. Dzięki zaawansowanym funkcjom diagnostycznym, takim jak wskazywanie jakości sygnału, reflektometria w dziedzinie czasu i czujniki wyładowań elektrostatycznych (ESD), te PHY są w stanie wykrywać błędy i odpowiednio dostosować swoje działanie do warunków. Na przykład, w przypadku ESD, subsystem PHY wysyła sygnał przerwania do SoC/kontrolera dostępu do mediów, aby ostrzec go o zdarzeniu, a następnie sprawdza inne części w systemie.
PHY Ethernetowe mogą również wybudzać zdalne ECU przez kabel SPE, korzystając z technologii budzenia i uśpienia zapisanego w specyfikacji Open Alliance TC10. Eliminuje to potrzebę oddzielnego przewodu do budzenia ECU ze stanu uśpienia. Interfejs IEEE 802.1AE Media Access Control Security (MACsec) może być również ważną technologią umożliwiającą uwierzytelnianie sieciowych jednostek ECU oraz szyfrowanie/odszyfrowywanie danych w celu uniknięcia cyberataków, ponieważ stanowią one obecnie największe zagrożenie dla sieci samochodowych.
Układy PHY DP83TC812-Q1 i DP83TC814-Q1 100BASE-T1 firmy Texas Instruments mają funkcje następnej generacji, pożądane w luksusowych pojazdach, podczas gdy mniejszy: DP83TC813-Q1 100BASE-T1 może być atrakcyjny w sytuacjach, gdy miejsce na płytkę drukowaną jest na wagę złota. DP83TG720-Q1 może łączyć moduły strefowe z funkcjami intensywnie przetwarzającymi dane, takimi jak centralny system obliczeniowy i jednostka sterująca systemami telemetrii, pozostawiając miejsce na włączenie dodatkowych w późniejszych modelach bez wprowadzania intensywnych zmian w wiązce przewodów. W połączeniu te PHY otwierają drzwi dla bardziej zaawansowanych i bogatych w opcje maszyn na drogach.
Źródło: https://www.eetimes.com/zone-architecture-ethernet-drive-vehicle-of-the-future/
Większość dzisiejszych pojazdów jest zbudowana przy użyciu klasycznej architektury okablowania korzystającej z elektronicznej jednostki sterującej (ECU). Jest to tak zwana architektura domenowa. Dzieli ona w ECU samochód na domeny w oparciu o określone funkcje, niezależnie od ich fizycznej lokalizacji w pojeździe.
Architektura strefowa, w przeciwieństwie do domenowej, organizuje komunikację, dystrybucję zasilania i sterowanie obciążeniem według lokalizacji, a nie funkcji, jak pokazano na rysunku 1. Moduł strefowy zachowuje się jak sieciowy most danych między systemem komputerowym pojazdu a lokalnymi węzłami brzegowymi, takimi jak inteligentne czujniki i ECU. Aby zredukować ilość przewodów w maszynie, moduł strefowy będzie również rozdzielał zasilanie dla różnych węzłów brzegowych (poprzez implementację m.in. inteligentnych bezpieczników półprzewodnikowych), obsługiwał obliczenia niskiego poziomu i sterował lokalnymi obciążeniami, takimi jak silniki czy elementy oświetlenia.
Moduły strefowe przesyłają zasoby z różnych sensorów i ECU przez sieć komunikacyjną z węzłem brzegowym, a także zagregowane dane z czujników do centralnego systemu obliczeniowego za pośrednictwem komunikacji szkieletowej. Podobnie transferują informacje otrzymane z centralnego systemu obliczeniowego do różnych elementów wykonawczych, ponownie przy pomocy komunikacji szkieletowej i, znów za sprawą sieci komunikacyjnej, do węzłów brzegowych. Taka dwukierunkowa komunikacja między centralnym systemem obliczeniowym a modułami strefowymi wymaga szkieletu komunikacyjnego o dużej przepustowości i małych opóźnieniach, aby obsłużyć dużą liczbę danych generowanych przez różne peryferia w systemie, takie jak wiele kamer zaawansowanego systemu wspomagania kierowcy (ADAS), sterowanie ruchem pojazdu czy adaptacyjne światła drogowe.
Wymagania dotyczące przepustowości w architekturze strefowej
Aby zrozumieć zalety korzystania z sieci Ethernet w pojazdach, należy podzielić spożytkowanie jej według aplikacji. Nowo zdefiniowany standard Single Pair Ethernet (SPE) oferuje prędkości komunikacji od 10 Mb/s do 10 Gb/s. SPE zdefiniowane jest przez standardy IEEE 802.3cg (10 Mb/s), IEEE 802.3bw (100 Mb/s), IEEE 802.bu (1 Gb/s) i IEEE 802.3ch (10 Gb/s). Wszystkie te technologie Ethernet działają na kablu z pojedynczą parą i mogą komunikować się w zakresie do 15 metrów, czyli wystarczająco daleko, aby pokryć najdłuższe odległości w pojeździe. Ethernet może również umożliwić synchronizację czasu dla danych z różnych czujników przy użyciu znaczników czasu opisanych w normie IEEE 802.1AS w celu zapewnienia minimalnych opóźnień w systemie.
Chociaż Ethernet jest zdolny do osiągania bardzo dużych prędkości przesyłu, nie są one konieczne w każdym kontekście. Na przykład komunikacja z modułem sterującym drzwiami lub systemem ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji nie wymaga szybkości transmisji na poziomie 100 Mb/s. Warstwa fizyczna sieci Ethernet o przepustowości 10 Mb/s lub alternatywny protokół sieciowy, taki jak Controller Area Network (CAN), jest lepszy w przypadkach użycia z niższą prędkością i mniej intensywnie wykorzystującą przepustowość. Jednocześnie lepiej jest zarezerwować wyższe szybkości do wysyłania zagregowanych danych z kamery i czujników systemu autonomicznej jazdy z modułów strefowych do centralnego systemu obliczeniowego. Rysunek 2 pokazuje, gdzie w architekturze strefowej zastosować różne prędkości sieci Ethernet.
Korzystając z rysunku 2, można przyjrzeć się bliżej poziomom szybkości komunikacji, jakie stosowane są w aplikacjach radarowych, LiDAR-ach samochodowych i kamerach. Zazwyczaj interfejs CAN jest używany do przekazywania informacji radarowych do modułu strefowego, jeśli system radarowy na chipie (SoC) wykonuje pierwszy poziom przetwarzania danych. Wysyłanie nieprzetworzonych zasobów do centralnego systemu obliczeniowego w celu dalszego przetworzenia pozwoli uzyskać więcej informacji poprzez fuzję różnych danych z czujników radarowych i innych sensorów (np. fuzja obrazu w świetle widzialnym i sygnału radarowego). Transmisja tak dużej ilości nieprzetworzonych zasobów wymaga większej przepustowości, tworząc przestrzeń dla Ethernetu w zakresie prędkości od 100 Mb/s do 1 Gb/s w transferze danych z radarów i LiDAR-ów.
W przypadku kamer, Flat Panel Display, czyli FPD-Link jest najbardziej odpowiednim protokołem, gdy poziom zwiększonej ilości danych ADAS wymaga wszystkich nieprzetworzonych z przedniej kamery do dalszego przetwarzania. Jeśli jednak istnieje możliwość kompresji danych z przedniej kamery i nie ma potrzeby transferowania kompletnego ich zestawu do systemu ADAS, doskonałą alternatywą jest Ethernet przy prędkości 100 Mb/s.
Moduły instalowane w korpusie pojazdu, zawiadujące różnymi jego elementami, takie jak czujniki w klamkach drzwi, moduły sterujące podnoszeniem szyby i lusterkami bocznymi, tradycyjnie stosują do komunikacji protokoły CAN oraz Local Interconnect Network (LIN), ponieważ nie jest tutaj wymagana duża przepustowość. Podczas gdy inżynierowie projektujący te systemy będą nadal korzystać z sieci CAN i LIN, zwiększone spożytkowanie Ethernetu w pojazdach stwarza również miejsce dla wielopunktowej sieci 10Base-T1S o przepustowości do 10 Mb/s. Ethernet jest tradycyjnie topologią typu punkt-punkt, ale Ethernet 10Base-T1S jest pierwszym standardem umożliwiającym funkcjonalność w topologii magistrali.
Multigigabitowy Ethernet w architekturze strefowej
Jaka jest potencjalna ewolucja architektury strefowej w pojazdach? Rozpoczyna się od agregacji danych z korpusu maszyny, włączenia do systemu dystrybucji zasilania i centralizacji obliczeń. Z czasem architektury stref zaczną agregować dane z innych domen, takich jak systemy wspomagania kierowców (ADAS). Ostatecznym celem jest włączenie wszystkich domen do architektury strefowej. Bez względu na to, do której domeny należą dane, moduł strefowy i centralny system obliczeniowy nadal będą wykorzystywać tę samą szkieletową sieć komunikacyjną do przesyłania informacji.
Funkcje domeny korpusu sensorów pojazdu wymagają sieci o prędkości na poziomie zaledwie 10 Mb/s lub mniej. Ponieważ jednak funkcje systemów ADAS, takie jak radary, LiDAR-y czy kamery, zostają włączone do architektury strefowej, wymagania dotyczące szybkości i przepustowości muszą wzrosnąć, aby pomieścić większą liczbę danych z tych czujników. Sensory radarowe zazwyczaj generują dane z prędkością od 0,1 Mb/s do 15 Mb/s. LiDAR z szybkością od 20 Mb/s do 100 Mb/s. Najwięcej na tym polu osiągają kamery: od 500 Mb/s do 3,5 Gb/s. Dzisiejsze pojazdy mają zwykle od czterech do sześciu czujników radarowych, od jednego do pięciu sensorów LiDAR i od sześciu do dwunastu kamer(!). Biorąc pod uwagę architekturę strefową, jeden moduł strefowy może mieć podłączone np. dwa czujniki radarowe, dwa LiDAR-owe i cztery kamery. Rysunek 3 pokazuje, ile zasobów jest generowanych przez każdy sensor oraz o jakich ilościach mówimy przy połączeniu wszystkich z czujników w jeden przykładowy moduł strefowy.
Tak wysoka suma generowanych danych powoduje nacisk na używanie interfejsu Ethernet z prędkością transmisji 2,5 Gb/s, 5 Gb/s lub nawet 10 Gb/s wśród producentów sprzętu OEM. Architektura strefowa wymaga szkieletowej sieci komunikacyjnej zdolnej do przesyłania ogromnej ilości zasobów wytwarzanych przez czujniki ADAS do centralnego systemu komputerowego. Nieskompresowane dane z kamer już wykraczają poza obecne możliwości Ethernetu, a rozdzielczość i liczba pikseli w kamerach stale rosną. W miarę jak pojazdy będą dążyć do autonomii, ilość sensorów będzie się zwielokrotniać. W związku z tym przepustowość potrzebna do obsługi zwiększonej rozdzielczości kamery i czujników jeszcze bardziej wzrośnie. Prędkości Ethernet, których żądają producenci OEM, najprawdopodobniej mają różne harmonogramy wprowadzania do użytku, co ma wpływ na włączanie wielorakich funkcji do modułów strefowych. Ogólnie rzecz biorąc, im więcej funkcji ADAS w modułach strefowych, tym wyższe są wymagania dotyczące przepustowości transmisji.
Wykorzystanie Ethernetu jako szkieletu architektury strefowej umożliwia pojazdom przesyłanie większej ilości danych przez sieć samochodową również podczas łączenia się z Internetem lub zdalnymi serwerami OEM. Umożliwia to realizację usług opartych na subskrypcji i diagnostykę maszyn czy zdalne przeprowadzane aktualizacje oprogramowania układowego w trybie FOTA (ang. firmware over-the-air). Te ostatnie pozwalają na różne cykle uaktualnienia sprzętu i oprogramowania, które mogą być asynchroniczne w wyniku niezależności czujników i elementów wykonawczych od centralnego węzła obliczeniowego. Aktualizacja FOTA może również wprowadzić dodatkowe funkcje i ulepszenia w zakresie bezpieczeństwa, zamiast czekać na nowy model lub konieczność przywiezienia pojazdu do naprawy do autoryzowanego serwisu. Korzyści są zarówno dla producentów OEM, jak i dla klienta końcowego. To dlatego, że ci pierwsi mają kontrolę nad aktualizacją pojazdu o dodatkowe funkcje po wprowadzeniu na rynek, a dla konsumenta to mniej problemów z powodu np. konieczności podróży do dealera w celu uaktualnienia oprogramowania układowego.
Warstwa fizyczna w architekturze strefowej
Ethernet wymaga użycia warstwy fizycznej (PHY) do przesyłania i odbierania danych z wysoką prędkością. Automotive Ethernet PHY eliminuje wiele problemów związanych z Ethernetem jako podstawą okablowania w pojazdach, takich jak słaba jakość sygnału w tak niestabilnym środowisku. Ethernetowe PHY firmy Texas Instruments mogą pracować w zakresie temperatur od −40°C do 125°C, zgodnie ze standardami AEC-Q100 Grade 1. Ethernetowe PHY muszą również realizować wymogi zgodności Ethernet. Muszą zapewnić, że spełniają określone standardy interoperacyjności i niezawodności dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej i zakłóceń elektromagnetycznych. A także że są tożsame z normami IEEE, zgodnie ze standardami Open Alliance TC1 i TC12, aby pracować w środowisku samochodowym. Dzięki zaawansowanym funkcjom diagnostycznym, takim jak wskazywanie jakości sygnału, reflektometria w dziedzinie czasu i czujniki wyładowań elektrostatycznych (ESD), te PHY są w stanie wykrywać błędy i odpowiednio dostosować swoje działanie do warunków. Na przykład, w przypadku ESD, subsystem PHY wysyła sygnał przerwania do SoC/kontrolera dostępu do mediów, aby ostrzec go o zdarzeniu, a następnie sprawdza inne części w systemie.
PHY Ethernetowe mogą również wybudzać zdalne ECU przez kabel SPE, korzystając z technologii budzenia i uśpienia zapisanego w specyfikacji Open Alliance TC10. Eliminuje to potrzebę oddzielnego przewodu do budzenia ECU ze stanu uśpienia. Interfejs IEEE 802.1AE Media Access Control Security (MACsec) może być również ważną technologią umożliwiającą uwierzytelnianie sieciowych jednostek ECU oraz szyfrowanie/odszyfrowywanie danych w celu uniknięcia cyberataków, ponieważ stanowią one obecnie największe zagrożenie dla sieci samochodowych.
Układy PHY DP83TC812-Q1 i DP83TC814-Q1 100BASE-T1 firmy Texas Instruments mają funkcje następnej generacji, pożądane w luksusowych pojazdach, podczas gdy mniejszy: DP83TC813-Q1 100BASE-T1 może być atrakcyjny w sytuacjach, gdy miejsce na płytkę drukowaną jest na wagę złota. DP83TG720-Q1 może łączyć moduły strefowe z funkcjami intensywnie przetwarzającymi dane, takimi jak centralny system obliczeniowy i jednostka sterująca systemami telemetrii, pozostawiając miejsce na włączenie dodatkowych w późniejszych modelach bez wprowadzania intensywnych zmian w wiązce przewodów. W połączeniu te PHY otwierają drzwi dla bardziej zaawansowanych i bogatych w opcje maszyn na drogach.
Źródło: https://www.eetimes.com/zone-architecture-ethernet-drive-vehicle-of-the-future/
Fajne? Ranking DIY
