全面分析车载以太网技术及其标准化

通过关闭不在用的网络以降低耗电量。

　　（5）时间同步

　　车内某些应用需要实现不同传感器之间的时间同步，或者在执行某次测量时需要知道不同节点的时刻，这就需要在全部参与测试的节点间做到同步，某些精度甚至需要达到亚微秒级别。车载以太网采用了IEEE 802.1AS的定时同步标准，该标准通过IEEE 1588V2的Profile从而用一种更简单快速地方法确定主时钟，规定了广义的精确时间协议（gPTP）。

　　（6）时间触发以太网

　　车内的许多控制要求通信延迟要在微秒级。在传统以太网中，只有当现有的包都处理完后才会处理新到的包，即使是在Gbit/s的速率下也需要几百微秒的延迟，满足不了车内应用的需求。为了解决这一问题，IEEE 802.3工作组开发了一种高优先级的快速包技术，使得快速包可插入到正在处理的包队列中被优先处理以保证延迟在微秒级范围内。

　　（7）音视频桥接AVB

　　为了满足车内音视频应用的低延迟和可保证的带宽要求，可在车内使用IEEE802工作组开发的AVB相关标准。

　　AVB技术提供了优先级、流预留协议（SRP）、流量整形协议（FQTSS）等核心功能。AVB在车内的应用案例有唇同步多媒体播放、在线导航地图等汽车联网应用、ADAS以及诊断功能等。

　　IEEE同时还制定了AVB的传输协议，包括：

　　●IEEE 1722-2011：桥接局域网中的时间敏感应用第二层传输协议标准，也被称为音视频传输协议（AVTP）。

　　●IEEE 1733-2011：桥接局域网中的时间敏感应用第三层传输协议标准。由于该协议是一个第三层协议，预计不会被汽车行业广泛采用。

　　为了提升AVB的适应性，满足工业等更多应用场景，IEEE AVB任务组已更名为"时间敏感性网络"TSN工作组，现在是IEEE802.1五大任务组之一，致力于开发实现超低时延的控制网络。

　　2.3 车载以太网发展趋势

　　车载电子变得日益复杂，越来越多的传感器、控制器以及接口对带宽的要求越来越高，车内不同的计算单元和不同的域之间彼此通信的需求越来越强。这种复杂性直接导致了对车内连线使用上的增长。在车载以太网进入汽车应用之前，车内已有多种不同的标准技术在应用，包括LIN、CAN、FlexRay、MOST以及LVDS等。几乎每个汽车电子器件都有其特定的线缆和通信要求，这必然导致车内复杂的连线，车内线束已成为继引擎和底盘之外车内第三大成本支出的部分，生产环节中布置配线的人工成本占整车的50%。同时，车内线束在重量上也是继底盘和引擎之外占第三位的部分。降低线束重量的技术将会直接改善燃油使用的经济性。车载以太网承载在单线对非屏蔽双绞线的传输介质上，使用更小巧紧凑的连接器，将可减少高达80％的车内连接成本和高达30％的车内布线重量。

　　据全球着名的咨询公司弗若斯特沙利文公司（Frost & Sullivan）和Strategy Analysis预测，到2020年，全球将部署4亿个车载以太网端口；到2022年，全球部署的全部车载以太网端口将超过所有其他已部署的以太网端口总和。Frost & Sullivan还预测，到2020年，对于低端车型每辆车上将有6~40个车载以太网节点，而豪华车型和混合/电动车型上将会有50~80个车载以太网节点，有40%的已售车上使用车载以太网；到2025年，车载以太网的市场渗透率将增加至80%。

　　截止到2016年3月底，车载以太网领域里最为重要的OPEN联盟成员已增长到300个，包括汽车领域里众多的汽车厂商、一级供应商、芯片商、技术公司以及研究机构等。中国车企和供应商也在积极关注并逐渐采用OPEN联盟的技术，在OPEN联盟中已有一汽集团、北汽、长城、泛亚、华晨、恒润、航盛以及中国信息通信研究院等十几家中国成员。全世界采用OABR技术的主流汽车制造商的数量正在增长，截止到2015年10月底，已有多个车型上采用了车载以太网，包括宝马公司的X3、X4、X5、X6、i3、i8、6系以及7系、捷豹的XJ和XF、以及大众的帕萨特等。

　　3.车载以太网标准化

　　在车载以太网的标准化方面，如下4个标准化组织或联盟起到了主要的推动作用，它们是IEEE 802.3和IEEE802.1工作组、汽车开放系统架构联盟AUTOSAR、OPEN联盟以及AVnu联盟，标准化情况汇总见图3。

　　3.1 IEEE

　　IEEE 802.3制定的局域网标准代表了业界主流的以太网技术，车载以太网技术是在IEEE802.3基础上开发研制的，因此IEEE是目前最为重要的车载以太网国际标准化机构。为了满足车内的要求，涉及到IEEE 802.3和802.1两个工作组内的多个新规范的制定和原有规范的修订，包括PHY规范、AVB规范、单线对数据线供电等。

另外，AVB中有关AV的传输、定时同步等规范还需IEEE的其他技术委员会的标准化，如IEEE17