關鍵字：豐田車載以太網(wǎng)
車載LAN接口規(guī)格根據(jù)車身系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)等應用系統(tǒng)，分為數(shù)據(jù)傳輸速度不等的CAN、LIN、FlexRay、MOST及1394 Automotive等，并且很多已達到實用水平。其中，此次的“車載以太網(wǎng)”同時涵蓋控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)兩者（圖1）。豐田計劃盡快使其達到實用水平，并表示“尤其是信息系統(tǒng)，為了在某種車型上采用，現(xiàn)已開始與量產(chǎn)部門進行商討”。
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圖1：包括控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)在內(nèi)的車載以太網(wǎng) 車載LAN接口規(guī)格有CAN及FelxRay等。其中，豐田等提出的車載以太網(wǎng)被定位為包括控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)兩者在內(nèi)的規(guī)格。數(shù)據(jù)傳輸速度尚未確定，因此上圖所顯示的是預計值。 |
為實現(xiàn)標準化設立聯(lián)盟
豐田在2007～2008年就開始考慮采用以太網(wǎng)。該公司在2004年設立了計劃實現(xiàn)車載LAN接口規(guī)格標準化等的團體“JASPAR”，為提高FlexRay的功能等，與日本國內(nèi)汽車廠商及部件廠商等積極進行了開發(fā)。但關于車載以太網(wǎng)，豐田表示，“當時，沒有一家廠商對它感興趣，因此只好在公司內(nèi)部對其進行了探討”。
除了豐田這一舉措之外，2009年美國思科系統(tǒng)與美國英特爾等還設立了計劃將以太網(wǎng)應用于汽車等的團體“AVnu Alliance”。為了在家中及車內(nèi)構(gòu)建高品質(zhì)的音視頻環(huán)境，該團體將推進以太網(wǎng)的采用。具體而言，將構(gòu)建一個采用IEEE802委員會制定的以太網(wǎng)標準技術(shù)“IEEE802.1 Audio/Video Bridging（AVB）”（以下，Ethernet AVB）等，處理高品質(zhì)語音及視頻數(shù)據(jù)的框架。
豐田認為，“他們是想和我們做同樣的事情。這點不容忽視”，因此向AVnu Alliance的主要成員博世發(fā)出邀請，并在2010年開始聯(lián)手合作。另外，還在日本國內(nèi)與原NEC電子（現(xiàn)瑞薩電子）進行合作，為實現(xiàn)國際標準化，采取了3家公司合作的體制（圖2）。瑞薩電子也于2011年6月正式加盟了AVnu Alliance。
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圖2：為實現(xiàn)國際標準化開展合作 豐田與瑞薩電子及博通開展合作，力爭實現(xiàn)車載以太網(wǎng)的國際標準化。 |
提案包括車載方面的單獨要求
豐田選中以太網(wǎng)的原因包括，為了提高汽車的安全性，用戶開始不斷要求提高車輛的駕駛控制性能，這就需要更高速及更高可靠性的通信網(wǎng)絡；信息系統(tǒng)LAN需要同時處理語音及影像；隨著周圍監(jiān)控攝像頭配備數(shù)量的增加，通信量也在不斷增大等。
除了可以滿足以上條件，以太網(wǎng)的優(yōu)點還包括可利用現(xiàn)有物理層等削減開發(fā)成本、今后還可向光纖標準擴展，以及可與個人電腦及移動終端輕松連接等。不過，如果想在汽車上利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)，因其延遲時間無法得到保證，所以很難做到實時性，此外故障恢復時間最多會需要數(shù)十秒左右，因此故障保護（Fail Safe）功能也不穩(wěn)定。
因此，豐田在以太網(wǎng)中追加了作為車載LAN所需的技術(shù)要求，并且制定了可涵蓋控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)領域的標準。實際上，就是對AVnu Alliance推進的Ethernet AVB進行了擴展（圖3）。比如，Ethernet AVB因以應用于影像傳輸系統(tǒng)（信息系統(tǒng)）為前提，所以7跳（hops）的延遲時間為2ms，而車載以太網(wǎng)為包括控制系統(tǒng)在內(nèi)，縮短到了125μs。
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圖3：基于Ethernet AVB制定 車載以太網(wǎng)以Ethernet AVB為基礎。標準化方面，比如控制系統(tǒng)預定2011年7～8月決定是否為標準化對象。 |
豐田與瑞薩電子、博通共同制作了白皮書，并得到了AVnu Alliance的許可，已于2011年4月底發(fā)行。關于信息系統(tǒng)，今后預定由AVnu Alliance的工作組進行討論。關于控制系統(tǒng)，則力爭通過IEEE802.1 Ethernet AVB Gen.2實現(xiàn)標準化，在2011年3月舉辦的IEEE會議上，三家公司聯(lián)名提出了車載控制系統(tǒng)方面的要求。