在過去十年中,網絡協議的應用大大增加,部分原因在于電子控制單元(ECU)的數量也在增長,這些ECU負責處理許多特定的功能,例如自適應巡航控制、防抱死制動系統和中控鎖功能等。
隨著帶寬需求的日益增加,汽車內已經引入了多種新的網絡標準和拓撲架構。這導致多種技術和標準用于ECU之間的通信,包括CAN、CAN-FD、FlexRay、LIN、以及MOST,甚至還包括USB和LVDS等其他技術和標準。傳感器數據共享能夠根據不同的總線聯網方法以特定的方式實現,例如CAN和LIN等是用共享總線的方式來傳輸,不存在任何設備級別的數據交換(或轉發)。
在過去的五年中,受高級駕駛輔助系統(ADAS)驅動,汽車內部更復雜的功能已經在要求更高級別的連接性。數據傳輸的吞吐量顯著提高,同時還要求更低的網絡延遲,這促使人們考慮應采用哪種網絡技術。這種趨勢與車載信息娛樂系統的增長、Wi-Fi網絡功能的提升以及對車物通信(V2X)系統未來易用性的支持非常一致。以太網已經成為新型汽車事實上的車聯網協議標準,這也許并不奇怪。傳統網絡協議仍然還會繼續使用一段時間,因此在以太網生態系統中增加對這些傳統網絡協議的支持非常重要。
IEEE 1722已經定義了一種將傳統通信(如CAN和LIN)封裝在以太網數據包中的方法,目的是使以太網成為首要的汽車聯網技術。憑借在汽車之外領域的長久驗證,以太網擁有令人印象深刻的能力,將幫助簡化汽車網絡的復雜性。
線束是汽車內成本最高和重量最重的五大元件之一,所以使用單一經過驗證的網絡將有助于降低成本和重量。100Mbps和1Gbps汽車以太網標準都已經要求采用一對非屏蔽銅纜來實現傳輸。
汽車中互聯網連接的增加也帶來了潛在的網絡攻擊面和入侵點,因而對于安全性的關注更加重要,但這也為通過分析數據流讓以太網交換機提供更多網絡功能提供了可能。對于嵌入式開發人員來說,憑借有限的計算資源,在不引入任何延遲的情況下,對所有傳入數據進行實時線速分析極具挑戰。為了實現必要的保護或其它功能需要使用一組預先確定的規則來檢測數據包,這可以根據指定的數據值或條件來具體執行,例如新的音頻/視頻應用以及對時間關鍵或敏感的網絡需求場景。
在傳統的以太網交換機中,有關數據包應轉發到哪個端口的決定取決于OSI網絡模型的第2層(L2),參見下圖。
