车载以太网故障诊断的原理是什么？
过去，以太网击退了“FDDI(光纤分布式数据接口)”、“ATM(异步传输模式)”、“100VG-AnyLAN”等共存的竞争技术，以其绝对的性价比、互联性和高可扩展性横扫办公室和家庭。现在，以太网已经被引入汽车。
让汽车更加开放
随着智能手机与车载设备的联动、云和大数据的应用以及高级驾驶辅助系统(ADAS)的普及，构建新的电子平台成为新一代汽车的必要条件。而现有的利用车载局域网标准“CAN”逐层连接ECU的车载网络无疑会遇到发展的瓶颈。有业内专家分析，未来要实现的车载网络可能以更高速的通信网络为骨干通信网络，信息系统、车身系统、控制系统、安全系统通过网关连接到ECU。
在之前的车载局域网技术中，基本采用了难以与外部设备和网络服务连接的“封闭标准”。原因在于，目前主流的车载局域网标准“CAN”及其新一代标准“FlexRay”以及针对多媒体数据的高速通信标准“MOST”都带有浓厚的“汽车行业标准，由汽车行业制定并为汽车行业服务”的色彩，这就注定了其应用的局限性。
但以太网由于自身的开放性、互联扩展等优势，引入汽车环境后，除了原有的车载设备外，还将更容易与智能手机、平板电脑等设备链接。您还可以轻松使用移动通信享受网络服务。因此，有业内专家直言，将以太网引入汽车之所以受到关注，一个主要原因是它隐含着给车联网环境带来与IT(信息技术)行业相同的开放环境的可能性。
2008年前后，以太网已经在车辆故障自诊断(OBD)中投入实际应用。未来，它将在提高实时性、确保故障时的安全性、降低成本和提高数据传输速度的同时，进一步扩大其应用范围。在普通以太网中，已经普及了使用电信号使最大数据传输速度达到1GB/ s的标准。如果能将这种高速传输技术应用于车载局域网，传输高质量、高清晰度的图像，以及在设备间传输多个外围监控摄像头拍摄的图像将变得更加容易。如果从视频、语音等信息系统的数据传输应用入手，随着发展的深入，以太网的应用范围将扩展到连接车载AV设备的视频传输(信息)系统、车身系统、控制系统、安防系统、信息系统的网关的骨干网。
在工业控制市场，以太网已被证明能够在极端条件下实现强大的性能，如大温度范围、剧烈振动、高EMC辐射以及多尘或潮湿的环境。此前，迈瑞半导体推出的KSZ8041NLAM单口快速以太网PHY解决方案可支持高达125°c的环境温度，鉴于汽车市场的需求，新一代以太网设备大多显著提升了ESD(静电放电)性能。因此，以太网能够很好地适应汽车环境的变化。
此外，通过博通开发的单对非屏蔽双绞线组网，汽车制造商可以取代过去昂贵笨重的屏蔽电缆，大大降低互联成本和电缆系统的重量。数据显示，BroadR-Reach采用的单对非屏蔽双绞线可显著降低互连成本，降幅高达80%，并有效降低电缆重量30%。单对非屏蔽双绞线不仅可以提高传输速率，降低成本，还可以实现功率传输。
事实上，已经广泛应用于多种用途的以太网进入汽车领域的方式并不只有一种。原因是汽车领域对网络性能的要求不同于办公设备和家用电器。其中，保证通信的实时性和通信失败时的可靠性尤为重要。因此，车载以太网的大规模应用也需要首先解决技术应用的可靠性和安全性问题。
思科和英特尔等公司在2009年成立的“AVnu联盟”就是讨论这一点的团体。为了在家庭和汽车中构建高质量的视听环境，集团正在积极推动采用“IEEE 802.1音频/视频桥接(以太网AVB)”。对于汽车制造商来说，如果要将家庭标准应用于车载使用，就必须改进车载以太网。2011年，丰田等企业向AVnu联盟提出车辆使用要求的必要条件。根据这些要求，AVnu联盟重点改进了数据链路层，并讨论制定了新一代汽车控制系统使用标准。
重要的联盟
与AVnu联盟相比，开放联盟SIG联盟在车载以太网的发展中扮演着更重要的角色。早在2011，宝马和现代汽车公司作为创始成员，与博通、恩智浦半导体、飞思卡尔半导体和哈曼国际公司成立了一个特殊利益集团(SIG)——一对以太网(One-Pair Ether-Net)，以推动基于以太网的汽车互联的广泛采用。该小组旨在帮助汽车行业提高车内的安全性、舒适性和信息娱乐体验，同时大幅降低网络复杂度和布线成本，并制定车载以太网的相关标准。
两年后的今天，Open(一对以太网)联盟SIG的成员正在迅速增加。到2013年6月，已经有超过140家企业和团体加入了开放联盟SIG，而大约一年前只有50家左右，数量增长了近两倍。2013年6月卡特彼勒、标致雪铁龙、丰田、大众、沃尔沃等公司均加入该集团。该联盟目前没有准入限制，并计划在未来几个月内增加更多的汽车供应商和制造商。开放联盟SIG快速增长的背景其实是汽车行业开始向使用车载以太网方向转舵的信号。
开放联盟SIGBroadcom Alliance的创始成员、目前全球以太网市场的领导者Broadcom表示，汽车市场将是Broadcom继基础设施和网络(包括个人PC、数据中心等)之后第四个最重要的产品线。)、手持移动设备(包括手机、平板、蓝牙等设备)和宽带通信市场(以太网)。根据博通汽车网络产品高级产品线经理Timothy Lau提供的数据，自2005年以来，汽车半导体的需求一直在上升，预计到2014年全球市场规模将达到250亿美元。
如今以太网已经能够正式进入CAN、LIN、FlexRay、MOST等汽车网络行列，其幕后推手是开放联盟下以博通、飞思卡尔、宝马为代表的成员。现在正在推动100Mbps以太网互联作为汽车网络的应用标准，同时推动broad-Reach以太网解决方案在下一代汽车网络中得到广泛应用。
据悉，Broadcom将根据开放联盟的RAND条款提供使用BroadR-Reach规范的许可，开放联盟所有感兴趣的成员都可以获得使用该规范的许可。支持以太网的宝马汽车早在2008年就已经上市，其在2013法兰克福车展上推出的新款X5车型就采用了这项技术。宝马还在研究提高车载以太网的最大数据传输速度，计划在2018年将目前的速度100Mbps提高到1Gbps。
BroadR-Reach是Broadcom最近推出的一系列汽车解决方案。共有五款产品，包括七口四物理层BCM89500，七口五物理层BCM89501，四口两物理层BCM89200，单口BCM89810，设备支持。
第一家采用该系统的汽车半导体供应商是恩智浦，它是开放联盟的成员，并为该系统提供收发器(PHY)。BroadR-Reach技术是专为满足汽车行业的严格要求而设计的，通过单根非屏蔽双绞线提供100Mbps的高性能带宽。因为不需要铺设昂贵而笨重的屏蔽电缆，汽车制造商可以大大降低互连成本和电缆系统重量。
在非开放联盟中，瑞萨电子公司也早在2011年6月8日宣布推出6款基于V850系列的全新第四代(X4代)S系列微控制器(MCU)，同时支持以太网和大部分网络。
随着许多行业参与技术开发，车载以太网正变得越来越流行。根据开放联盟的计划，2014年以太网将用于车载AV(视听)设备，2015年后将用于骨干网，以太网在车载局域网中的存在感将不断提高。
另一方面，除了可靠性和安全性，车载以太网的应用和所有电子设备一样，是以太网汽车电器设备面临的最严峻的挑战，这是当前行业对电磁干扰(EMI)性能的严格要求。随着数据速率的提高，信号传输速度越来越快，会导致更高的能量发射。该行业面临的第一个挑战是设定以太网技术的排放限制和所需带宽。就视频和摄像头成像传输而言，以BroadR-Reach技术为代表，业界对于100Mbps快速以太网是否真的够用，或者说是否有必要推广千兆以太网数据传输速度还存在争议。
(本文转自电子工程世界:/qcdz/2013/1028/article _ 8088.html)