作者序言

各位技术专家，你们好！最近，我们公司的项目涉及汽车以太网，一开始我完全不懂。花了半个多月研究材料和测试设备，终于摸清了门道。想到互联网上藏龙卧虎，一定有很多高手对这项技术感兴趣，所以我写了这篇文章，与大家分享我的经验，同时向大家寻求指导。

以下是我的初步结论：汽车以太网确实是一项伟大的技术，但也存在不少缺陷。 如果您从事汽车电子工作或对联网汽车技术感兴趣，我建议您耐心阅读这篇文章。

汽车以太网为何存在？

要理解这一点，我们需要从传统的汽车网络说起。以前，汽车主要使用 CAN 总线、LIN 总线和类似技术，速度慢得令人头疼：

• CAN 总线:最高 1Mbps，甚至不够现在的倒车摄像头使用
• LIN 总线:20kbps 时更差，基本上只能用于控制窗口上下功能
• FlexRay:虽然能达到 10Mbps，但对于大多数制造商来说，价格过于昂贵

现代汽车的智能化程度越来越高，各种摄像头、雷达和传感器产生的数据呈爆炸式增长。一个 1080p 摄像头每秒可产生数十 MB 的数据，传统总线根本无法处理。更不用说自动驾驶、8K 车载显示屏和 OTA 更新等应用了。因此，汽车以太网作为一种解决方案应运而生--本质上是将网络技术引入汽车，但需要进行专门的改装。

汽车以太网核心技术分析

物理层黑科技

汽车以太网最令人印象深刻的地方在于，只需使用以太网，就能实现 100Mbps 甚至 1Gbps 的传输速率。 一对双绞线!这得益于 Broadcom 的 BroadR-Reach 技术。普通以太网需要 4 对导线，而车载以太网只需要 1 对导线，因此具有多种优势：

• 30% 减少了线束重量 (为汽车制造商节省了大量资金）
• 80% 降低成本 (节省更多资金）
• 传输距离达 15 米 (足够覆盖整个车辆内部）

协议支持：一个网络适用于所有网络

与 CAN 总线的专用性不同，汽车以太网可同时运行多个协议：

• DoIP:车辆诊断，取代传统的 OBD 接口
• AVB:保证延迟和带宽的音频/视频传输
• TCP/IP:车联网应用、无缝互联网集成
• SOME/IP:以服务为导向的传播，非常有前途

这就像一条高速公路，任何类型的车辆都可以通行，比专用公路灵活得多。

真实产品体验分享

说到理论，让我分享一些实践经验。我最近测试了几款汽车网关产品，包括 SV910 5G 车辆网关 .这也是我们公司目前的主要产品，如果您感兴趣，可以搜索 "SV910 汽车网关"：主要功能

• 3 x 1000/100BASE-T1 接口（这些是汽车以太网接口）
• 2 x 传统 1000/100BASE-TX 接口
• 支持 5G、WiFi 6、V2X 和许多其他功能

刚收到它时，我还在想他们为什么要设计这种混合配置。实际使用后，我意识到我们正处于技术转型期，车辆既有支持车载以太网的新设备，也有传统的 CAN/以太网设备。混合配置确实非常实用。测试过程中的有趣发现

1. 散热至关重要 - 该设备的工作温度范围为 -35°C 至 +75°C。夏季车内温度通常超过 60°C，普通网络设备根本无法承受。

2. 周到的界面设计 - 使用 M12 航空连接器，比普通 RJ45 更坚固耐用，防护等级达到 IP40。在车辆的振动和高温环境中，接口的稳定性至关重要。

3. 高度功能集成 - 它不仅是一个网关，还集成了边缘计算、5G 通信、GPS 定位和其他功能。一个设备可取代多个设备，这对于空间有限的车辆环境来说非常有价值。

深入的技术分析

时间同步：关键中的关键

汽车以太网使用 IEEE 802.1AS 标准进行时间同步，精度达到亚微秒级。这有多重要？想象一下自动驾驶场景：前置摄像头检测到障碍物，雷达确认距离。如果这些数据没有实现时间同步，系统可能会做出错误的判断。在高速行驶时，即使是几微秒的误差也可能是致命的。

AVB 音频/视频桥接

AVB 技术解决了一个关键问题：如何在网络拥塞时确保重要数据的传输。通过流预留协议，它为重要的音频/视频数据预留了带宽，即使在网络繁忙时也能确保优先传输。这对于汽车应用来说至关重要--不能因为网络拥塞而导致导航语音引导卡顿。

耗电量和供电

汽车以太网支持 PoDL（数据线供电） 技术，通过数据线为终端设备供电。这种设计非常巧妙，既能传输数据和电力，又能降低布线的复杂性。

标准化现状和产业链

目前与汽车以太网相关的标准包括

• IEEE 802.3bw:100BASE-T1 物理层标准
• IEEE 802.3bp:1000BASE-T1 物理层标准
• IEEE 802.1AS:时间同步标准
• IEEE 802.1Qav:AVB 标准

在产业链方面，博通公司在技术上处于领先地位，提供 BroadR-Reach 技术。在国内，华为、中兴等通信厂商也在蠢蠢欲动。在汽车制造商中，宝马、奔驰等也在积极推广应用。

发展趋势和个人看法

根据各种研究报告，汽车以太网市场正在快速增长，预计到 2025 年，其普及率将达到 80%。我认为这一预测相当可靠，原因有以下几点：

1. 技术成熟度足够 - 经过多年的发展，汽车以太网技术已经相当成熟，产品已进入批量生产阶段。

2. 成本快速下降 - 随着生产规模的扩大，成本迅速下降到汽车制造商可以接受的水平。

3. 应用场景不断增加 - 自动驾驶、联网汽车和 OTA 更新等应用对带宽的需求急剧增长，传统总线根本无法满足。

不过，我也必须提供一些视角： 车载以太网不会完全取代传统总线.CAN 总线在实时性能和可靠性方面仍然具有优势，尤其是在制动和转向等安全关键应用方面。未来可能会出现多种网络并存的局面，每种网络都能发挥各自的作用。

陷阱经验分享

在测试过程中，我遇到了几个陷阱，在此与大家分享：

1. 测试环境必须模拟真实的车辆状况 - 车辆环境非常复杂，存在强烈的电磁干扰、高温和振动。实验室测试往往无法发现问题。

2. 兼容性测试至关重要 - 不同制造商的设备可能存在兼容性问题，特别是在专有协议实施方面。

3. 电缆质量不容妥协 - 汽车以太网对电缆质量要求很高。廉价电缆可能会导致信号衰减和错误率增加。

结论

汽车以太网确实是一项非常有前途的技术，对汽车智能化发展具有重要意义。作为专业技术人员，我们需要

• 了解最新技术发展:该领域瞬息万变，新标准和新产品层出不穷
• 注重实际应用:不能只看理论，必须与具体应用场景相结合
• 关注工业生态系统:单打独斗行不通，需要产业链合作

最后，我欢迎与各位专家进行讨论和交流，尤其是那些具有相关项目经验的专家，他们可以分享实用的见解。本人水平有限，文中如有错误，欢迎指正！