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车载以太网的物理层技术是怎样炼成的?(一)

时间:2021-09-14    来源:IT资讯    人气:

最近,我开始学习汽车以太网技术。为了加深印象并防止遗忘,以下是摘要。

近年来,客户对汽车的安全性,舒适性和娱乐性提出了越来越高的要求,因此汽车中增加了越来越多的功能,并且大多数新功能都是通过电子技术实现的。是的,这导致车辆网络上交换的信息量增加。因此,汽车工业的工程师已经考虑将以太网/ IP技术移植到汽车上。以太网技术不仅支持比当前的车辆总线更大的带宽,而且带宽更大,并且在其他领域具有足够的应用,成熟的技术和解决方案,规模大,因此可以控制成本。本文首先介绍了车载以太网的物理层技术。

当前汽车快速以太网技术的原始名称是OABR(开放联盟BroadR-Reach)。开放联盟是包括Broadcom在内的公司组成的联盟。 BroadR-Reach技术是一种100 Mega以太网技术,现在OABR已通过IEEE标准化,并命名为100BASE-T1。传统的100M以太网的名称是100BASE-TX,两者在物理层上有很大的不同。

两者之间最显着的区别是100BASE-T1使用一对双绞线在物理连接上实现全双工信息传输,而100BASE-TX使用两对双绞线来实现全双工。一对用于接收,另一对用于发送。 100BASE-T1使用所谓的回声消除技术在一对双绞线上实现全双工通信。回声消除技术的一般过程如下。作为发送者的节点加载要在双绞线上发送的差分电压,作为接收者的节点从双绞线上减去双绞线上的总电压。电压,减法的结果就是发送节点发送的电压。

车载显示器连接线图

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100BASE-T1车载100M以太网的。图片来源:矢量

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普通100M以太网100BASE-TX的。图片来源:矢量

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汽车以太网的物理层功能全部在称为PHY的模块上实现,该模块将以太网控制器和物理介质连接在一起。以太网控制器和PHY通过称为MII(媒体独立接口,请参见下图)的标准化接口连接。

车载显示器连接线图

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微控制器与PHY之间的连接。图片来源:矢量

对于车载快速以太网100BASE-T1,MII接口上控制器的时钟频率为25MHz,每个时钟周期发出4位(25MHz * 4bit = 100Mbit / s)。下面描述PHY从MII接口接收数据流后的编码过程。在发送端ECU和PHY从MII接收到数据之后,它必须经过三个步骤进行编码以形成电信号,最终将其发送到双绞线。过程如下:

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在PHY中实现的编码过程PHY

让我们谈谈vector提供的示例。

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