取代CAN总线，车载以太网10BASE-T1S成为主流？

车载网络（IVN）是现代汽车的命脉，为其多功能性提供关键支撑。它负责传输各种数据流，支持高级驾驶辅助系统（ADAS）、信息娱乐系统、摄像头、车辆间通信系统以及无线电波雷达和光检测激光雷达等遥感技术，使汽车能够感知环境、辅助驾驶并提供丰富的娱乐功能。

目前，车载网络主要采用CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS和车载以太网等多种总线技术。其中，CAN总线凭借其低成本、可靠性和易于实施等优点，成为目前应用最广泛的标准协议，广泛应用于车身控制、动力系统管理、底盘控制等领域。LIN总线则是一种低成本的通用串行总线，常用于车门、天窗、座椅控制等方面，为CAN总线提供辅助功能。

然而，随着汽车电子产品数量的激增和功能的不断升级，CAN总线技术由于其半双工通信模式和有限的传输速率，已经难以满足现代汽车网络对高速、实时、双向数据传输的需求。此外，传统总线的复杂拓扑结构和冗余的协议层也使得车辆线束变得越来越庞大。一些车辆线束的长度达到2.5英里，一般汽车中长达数英里的铜线重达132磅（60公斤）。对于电动汽车来说，线束重量直接影响其行驶里程，因此减少车辆布线显得尤为重要。

汽车行业需要替代“老化”的CAN协议了。作为各类总线中传输速率最快的通信解决方案，汽车以太网凭借其高带宽、轻量化线束和高成本效益，或将成为车载网络的重要通信技术。

当今，随着汽车逐渐向区域性电子电气（E/E）架构发展，势必要将汽车以太网连接到边缘传感器和执行器。以太网应用有望从智能座舱等局部应用扩展到最终成为车载通信的骨干。

单对10BASE-T1S以太网正在成为车载网络的理想选择。10BASE-T1S于2019年获得批准，是IEEE旗下最新的汽车规范之一，具体来说，“10”代表最大传输速度（10Mb/s），“BASE”指基带信令，“T1”表示单双绞线布线。该规范旨在提供一种多点传输介质，可以在25米或更远的距离上处理至少8个收发器节点或设备。“S”表示短长度或短范围。

单对以太网IEEE 802.3cg规范提供长距离（10BASE-T1L）和短距离（10BASE-T1S）（来源onsemi）

与其他汽车规范所使用的脉冲幅度调制（PAM）信号相比，10BASE-T1S使用差分曼彻斯特编码（DME）来降低复杂性和成本。10BASE-T1S提供比CAN-FD更快的通信速度，并且有机会省掉CAN和FlexRay等传统网络协议。10BASE-T1S启用“全以太网”IVN方法来支持点对点和多点传输。其多点功能适用于长达25米的通道，最多能够支持8个节点。

10BASE-T1S大大简化了对各类传感器和执行器的连接，从座椅舒适控制到ADAS盲点检测等各种设备，每个节点只需一个PHY（物理层接口）即可。这样做的好处是，它不需要网关将CAN或CAN-FD转换为以太网，从而减轻了重量并降低了材料成本。而且，10BASE-T1S的运行速度比控制器局域网（CAN）拓扑快2到3倍，与CAN的2Mbps和CAN-FD的5Mbps相比，10BASE-T1S可达到10Mbps。

此外，它还受益于使用与100/1000BASE-T1以太网相同的软件堆栈。除了不同的PHY之外，两者之间不需要额外的网关。随着软件定义车辆（SDV）架构的出现，以太网的另一个优势是它无需通过网关来进行固件更新，从而简化了软件管理。