Explorer l'importance d'Ethernet automobile (100BASE-T1/1000BASE-T1) et son besoin croissant de passerelles télématiques

(Source de l'image : iWave Systems)

La norme Ethernet automobile, 100 Base-T1 (IEEE 802.3bw) et 1000 Base-T1 (IEEE 802.3bp), est conçue pour améliorer le débit et réduire les coûts au sein des réseaux des véhicules. La croissance des technologies automobiles, notamment les systèmes d'aide à la conduite (ADAS), l'infodivertissement, les diagnostics et les réseaux de capteurs, a entraîné une augmentation du volume de données transmises et générées. Les réseaux traditionnels tels que CAN, CAN-FD, LIN et FlexRay sont incapables de fournir les vitesses nécessaires.

Le protocole Ethernet automobile, 100BASE-T1, utilise une seule paire de fils torsadés non blindés pour l'échange de données dans les deux sens. Contrairement aux protocoles 10BASE-T et 100BASE-TX, qui allouent des paires dédiées à la transmission et à la réception, le protocole 100BASE-T1 introduit une interface physique en duplex intégral qui permet aux deux fonctions d'être exécutées sur la même paire. L'intégration de supports partagés permet non seulement de réduire les dépenses en matériel, mais aussi d'améliorer le rendement énergétique en diminuant le poids global des câbles à l'intérieur du véhicule.

Les câbles Ethernet automobiles sont conçus avec des longueurs réduites pour résister aux conditions environnementales difficiles à l'intérieur des véhicules. De plus, ils utilisent une méthode de codage des signaux distincte pour transmettre efficacement un maximum de données tout en minimisant l'utilisation de la bande passante.

Le protocole 100BASE-T1 utilise une approche de codage distincte qui inclut 4B3B, 3B2T et PAM3. Cette stratégie de codage est implémentée pour minimiser les émissions par rapport à Fast Ethernet. La couche physique PHY 100BASE-T1 gère tous les processus essentiels de brouillage et de codage avant de transmettre les données via le câble non blindé à paire torsadée simple.

Comparaison d'Ethernet et d'Ethernet automobile

La distinction entre Ethernet et Ethernet automobile tient essentiellement à leur couche physique. Tandis que l'Ethernet standard repose sur deux câbles à paires torsadées, offrant des trajets séparés pour l'émission et la réception, l'Ethernet automobile utilise des câbles à paires torsadées simples pour faciliter la communication en duplex intégral.

Dans l'écosystème automobile, l'Ethernet standard était entravé par sa dépendance à deux câbles à paires torsadées, ce qui constituait une limite pratique en termes d'espace et de complexité d'installation. En outre, le protocole n'était pas conforme aux limites rigoureuses relatives aux émissions rayonnées, spécifiées dans la norme CISPR 25 classe 5. Cela entravait davantage son intégration à l'industrie automobile où des normes strictes de compatibilité électromagnétique sont primordiales pour garantir la fiabilité des performances des composants électroniques dans les véhicules.

L'Ethernet automobile dans les réseaux des véhicules offre plusieurs avantages :

• Réduction du poids et du coût des câbles par rapport aux faisceaux CAN/LIN traditionnels
• Augmentation des débits de données grâce à l'agrégation de plusieurs bus CAN sur une liaison centrale
• Communication à faible latence avec des retards minimaux
• Simplification de la reconfiguration pour une connectivité ininterrompue
• Possibilité de réutiliser les technologies logicielles du protocole Internet (IP) d'autres secteurs
• Évolutivité des réseaux des véhicules
• Intégration de fonctionnalités de sécurité avancées pour renforcer la sécurité des données

(Source de l'image : iWave Systems)

Explorer l'intégration de l'Ethernet automobile dans la passerelle télématique d'iWave

Les passerelles télématiques jouent un rôle essentiel en tant que centre de communication et de traitement des données dans l'architecture zonale moderne des véhicules. Combinant les fonctionnalités d'une passerelle existante, qui facilite l'échange de données entre différents calculateurs, et d'une unité télématique responsable de l'enregistrement des données, des diagnostics et de la communication avec le réseau externe, la passerelle télématique est un composant polyvalent.

Cette plateforme permet un échange de données fluide entre plusieurs calculateurs et serveurs, en agissant comme un pont qui relie les réseaux CAN existants au réseau Ethernet automobile. La passerelle télématique intègre des modules de connectivité sans fil tels que LTE et Wi-Fi. Elle constitue un bloc architectural fondamental dans le paysage en pleine évolution des topologies de calculateurs et de réseaux de véhicules.

L'introduction du protocole 100BASE-T1 en tant que technologie de passerelle favorise le développement des réseaux embarqués, ce qui permet d'améliorer les systèmes automobiles. Malgré les avantages considérables apportés par l'Ethernet automobile, l'industrie reste profondément attachée aux réseaux existants tels que CAN, ce qui rend peu probable une transition complète. Le paysage du futur est prêt pour un mélange de technologies traditionnelles et nouvelles, englobant à la fois des calculateurs et des passerelles basés sur des réseaux Ethernet et non-Ethernet.