为什么需要车载以太网
CAN的瓶颈
- CAN FD最大带宽8Mbps，远不够高清摄像头/激光雷达数据传输
- 总线式拓扑，节点增加导致负载率上升，实时性下降
- 无法满足域控制器之间的高速通信需求
以太网的优势
- 带宽：100Mbps起步，1Gbps量产，10Gbps预研
- 交换式拓扑，天然支持区域架构
- 统一IP协议栈，与IT生态兼容
- 单对非屏蔽双绞线（UTP），减重降本
物理层标准
| 标准 | 带宽 | 线缆 | 状态 |
|---|---|---|---|
| 100BASE-T1 | 100Mbps | 单对UTP | 量产主流 |
| 1000BASE-T1 | 1Gbps | 单对UTP | 量产中 |
| 10GBASE-T1 | 10Gbps | 单对UTP | 预研 |
| MULTIGBASE-T1 | 2.5/5/10Gbps | 单对UTP | 标准化中 |
协议栈
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应用层：SOME/IP / DDS / DoIP / XCP
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传输层：TCP / UDP
网络层：IPv4 / IPv6
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数据链路层：VLAN / TSN (802.1Qbv/Qci/Qav)
物理层：100/1000BASE-T1
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TSN（时间敏感网络）
TSN是以太网满足车载实时性的关键：
- 802.1Qbv：时间感知调度器（Gate Control），确保关键帧按时发送
- 802.1Qci：每流过滤和监管，防止错误流量影响关键通信
- 802.1AS：时间同步（gPTP），精度优于1μs
- 802.1Qcc：集中网络配置，简化整车网络管理
对比CAN：CAN最大优势是确定性延迟，TSN的Qbv调度在以太网上实现了同等确定性。
混合网络架构
当前量产车典型架构是CAN+以太网混合：
- CAN/CAN FD：车身控制、底盘执行（实时性要求极高、数据量小）
- 车载以太网：域间通信、ADAS数据传输、OTA升级（带宽需求大）
- LIN：车窗、座椅、氛围灯（低成本从节点）
演进方向：区域架构下，以太网作为骨干，CAN/LIN降级为区域子网。