车载以太网优势有哪些？

高速率强可扩展性满足汽车不断迭代发展需求。

1）基于以太网的通信为数据速率、传输介质以及设备增添提供了可扩展性。以太网 可通过仅仅改变物理层技术而改变传输速率，而从数据链路层到软件层均可能被重 用。以太网也可以选择不同的介质，例如可以较为方便的改用无线或光通信。此外， 以太网技术可在不触及下层协议的情况下在应用层上添加一个新协议、新功能。而 传统车内总线技术下，所有连接设备共享可用带宽，且各自决定接收器是否处理数 据的方法不同：CAN 为消息标识符（ID）、LIN/FlexRay 为预先定义的表、MOST 接 收单元分别具有唯一的接收地址。这意味着功能或设备的增添需要将这些定义重写 一遍，工作量大、可扩展性低。而汽车以太网通信架构的每一条链路都是点对点连 接，一条链路上只有两个单元。只需要给交换机添加一个端口，或使用双端口交换 机取代 PHY，就可以扩展网络容量，相比传统总线方便许多。

2）以太网拓扑灵活性强，车内布线的可维护性高。交换式以太网为联网设计增加了 新的可能性和灵活性。目前汽车行业面临的普遍挑战和发展趋势为：在更短的研发 和创新周期内推出差异化、个性化的产品。以太网的交换网络可以采用各种拓扑结 构，不限于环形和线形，增减 ECU 数量大大简化。

3）以太网技术成熟、适配性强。以太网技术发展并非从零开始而是已经相对成熟， 其在计算机领域已经得到广泛应用，进一步降低了车载以太网发展障碍。例如：车 载以太网的 MAC 层采用 IEEE 802.3 的接口标准，无需做任何适配就能无缝支持 TCP/IP 等广泛使用的高层网络协议。

4）以太网具备成本效用比相对较高，传输速度提升可满足车端需求。相比于传统的 总线技术，车载以太网能够在相对较低的成本上实现更高的带宽。目前百兆和千兆 的以太网已在多款新车型上得到应用，而吉比特级别以太网也已完成标准化，预计 将通过研发验证测试于不久后面世。车载以太网每节点实施成本高于 CAN 和 LIN， 与 FlexRay 相当，远低于 MOST 总线。从目前趋势来看，10+高清摄像头、30+传感 器已成为高端智能电动新车型的标配，未来数据传输速度的制约将使得车载以太网 替代传统总线成为必然。安波福预计到 2030 年实现全景自动驾驶的数据传输速度 需求达 25Gbps，目前仅以太网有能力同步满足数据传输爆炸式增长相应需求。即使 传输速度最高的传统总线 MOST 150Mbps 的带宽也相去甚远，且 MOST 总线供应 商唯一、架构复杂，成本十分高昂。

5）以太网的线束相比传统总线更加轻量化，简单化。在传统的总线通信架构下，几 乎每个电子器件都有其特定的线缆和通信要求，车内连线十分复杂，线束成为仅次 于引擎和底盘之外的车内第三大成本支出，而生产环节中布置配线的人工成本占到 整车的 50%。同时，汽车线束在重量上也排在底盘和引擎之后的第三位。线束重量 的降低不仅可以直接节省成本也能够降通过降低整车重量减少能源消耗。一辆低端 车的线束系统约有线束 600 根、共约 1200 个接点、重量约 30 公斤、长度约 1500 米，其成本大约为 2000 元；一辆豪华车的线束系统约有线束 1500 根、共约 3000 个 接点、重量约 60 公斤、长度约 5000 米，其成本大约为 3000-4000 元；完全意义上 的无人驾驶汽车若仍采用传统总线技术的布线方式，预计线束成本不会低于 6000 元， 重量可达 100 公斤。但如果使用以太网，能够使得车内连接的节点变少，带宽变高， 线束变轻，将可减少高达 80％的车内连接成本和 30％的车内布线重量。

6）以太网有望凭借高带宽和高可拓展性的优势成本为高标准化车内通信技术。通 信技术的标准化、互操作性和网络效应十分关键，同一技术的产品的厂商越多，对 顾客越有利。不同通信技术标准之间的竞争会使得每个标准的发展受到竞品的挤压， 而假如市场上大部分厂商都采用同一标准，就能使得技术标准更快速的迭代和演进， 也能更快的产生规模经济降低成本，使得消费者可用更低的价格享受更好的技术服 务。以太网在汽车制造商之间的广泛使用将带来教育程度更高的劳动力、更适合的 工具、独立的测试实验室更好的基础设施、更高的产业链可靠性等。2015 年的一项 调查数据显示，各大 OEM 平均在车内使用的数字通信系统高达 8 种，但大多数人 都倾向于 1-4 项技术。汽车以太网有望凭借高带宽和高可拓展性在未来车内通信技 术中占据一席之地。

7）以太网的编程和软件更新速度大大优于传统总线，更适应 OTA 需求。传统总线 架构下，一辆功能丰富的高端汽车全套软件的更新需要时间超过 16h，随着汽车功 能和软件数量的增多及 SDV 概念的提出，能否对汽车软件进行快速的 OTA 升级是 车厂能否在汽车生命周期内持续提供订阅更新等付费服务的关键。如宝马将理想的 软件更新的目标持续时间设定为 15min。这需要（1）约 20Mbps 的净数据速率、汽 车软件的刷写过频率并不高，选择的接口技术不应使可用资源有过多压力。（3）刷 写进程应成为万维网络功能的一部分。（4）节约车内和经销商及工厂使用的测试设 备的成本。MOST 总线异步数据通道最大网络带宽仅有约 7Mbit/s；资源需求和占用 算力高；拓扑结构不合适，需要添加一个环或者扩展之前的环；没有 IP 支持；测试 仪添加 MOST 需要添加相应的硬件和软件接口；成本高昂。FlexRay 总线数据速率过小。USB 抗扰性不充分，需要昂贵的电缆和连接器；电缆长度不足，仅支持长约 4m 的线缆；没有网络支持；必须开发汽车协议栈和驱动程序。相比之下，汽车以太 网在软件更新方面优势明显，其脱胎于计算机互联网技术，数据速率高、成本相对 较低且适配性高，不需额外开发过多协议和程序。