以太网在1960年代就已经出现了，而车载以太网在近十年中才开始快速发展。那么是什么动因将以太网引入到了车载网络中？车载以太网的引入又会为整车带来哪些好处？我们来一一探讨。
以太网和汽车结缘要从两个use case说起。
BMW提出要将1GB Flash数据的更新时间约束到15分钟。
此Usecase的起因是BMW在2004年预测整车软件数据量在2008年将达到1GB，而使用CAN总线完成1GB数据更新需要16个小时。
进一步BMW也为满足此usecase的新技术提了4点基本要求：
1. 数据传输速率足够高；
2. 不可过度占用网关处理资源；
3. 支持升级功能与Internet融合，支持一Tester对多Vehicle，多对一等升级场景
4. 满足成本效益
备选网络技术方案有三种，MOST25、USB2.0和Ethernet 100Base-Tx。
MOST25存在耗费网关计算资源、环形拓扑不易于诊断仪接入、成本过高等多种问题；
USB2.0存在可靠性较差，线缆长度限制，难以支持一对多、多对一升级等问题；
Ethernet 100Base-Tx可以规避上述问题，但如果使用非屏蔽双绞线，EMC辐射超出限值，会引起用户可感知的FM收音机接收失真。不过此时的升级场景不会发生在车辆运行状态下，BMW使用激活线的方式，在需要执行升级功能时，激活以太网；不需要执行升级功能时，以太网处于不激活状态。BMW的这套升级方案逐步标准化，形成了现在的ISO13400(DoIP)协议。
然而100Base-Tx的EMC问题仍然阻碍着以太网在汽车上的更广泛应用，使用屏蔽双绞线带来的成本、重量增加大大降低了以太网的应用价值。使用非屏蔽双绞线实现满足EMC约束的以太网方案成了一个重要课题，伴随汽车工程师对以太网不断探索和尝试，芯片供应商找到了解决方案——BroadR-Reach Ethernet，并成功通过BMW的EMC实验室认证，也就有了第二个试点应用。
试点应用：环视系统（Surround View System）
原有环视系统使用LVDS链接，Camera发出未经压缩的视频流，并在SVS ECU中生成环视图像；通过LIN传输控制数据。BMW使用BroadR-Reach Ethernet替代了LVDS和LIN，传输压缩的视频流。
BMW选此功能作为试点的理由：
1. 满足技术关键点验证条件。硬件方面的挑战包括EMC性能，低功耗性能，是否需要Common mode Chock/Filter等器件，以及温度变化的影响等；软件方面的挑战主要在如何参考IT技术，尽可能复用现有以太网网络协议于Camera这样小型嵌入式控制器上。
2. 具有成本收益。SVS系统中，摄像头位于车辆末端，线束很长，原有LVDS为屏蔽线，成本较高。引入BroadR-Reach方案，使用一对非屏蔽双绞线，线束上节省成本甚至超过新开发SVS系统增加的成本。
3. 风险较低。仅在SVS ECU和Camera之间使用BroadR-Reach Ethernet，而在SVS ECU和其他ECU之间的通信仍保持原接口，即使出现最差的请求，仍可退回到原有方案。
这套系统最终于2015年应用于BMW 7系，BroadR-Reach也逐渐标准化成为了IEEE 802.3bw 100Base-T1。
随着更多OEM和供应商加入到车载以太网的开发设计中，娱乐系统、Connectivity系统、智能驾驶系统、甚至主干网等等均出现了车载以太网的身影，车载以太网来到了汽车网络C位。
那么以太网到底为何如此受到青睐？带来了什么样的好处？
1. 丰富的带宽资源
前面我们提到引入100M以太网，1GB的数据更新速度从使用CAN的16h降低至15minutes。而现在1000M以太网已经量产，10G以太网已经呼之欲出，赋予车载网络更丰富的带宽资源。此外，应对车内多样的应用场景，10M以太网的研究也在火热的进行。丰富的以太网产品带给了车载网络和功能更广阔的设计空间。
2. 丰富的可复用网络协议
汽车行业的开发验证是个长周期的过程，创新技术自上而下的引入，从设计到量产往往要耗费5年以上的时间。而以太网技术已经在IT行业发展了几十年，网络协议标准使用广泛且成熟，覆盖场景丰富，带给车载网络设计多样选择的通信，也大大缩短了技术迭代周期和次数，为车载以太网用于各类汽车功能提供了强有力的支撑。
当然，汽车领域的应用场景和IT行业的差异性也不容忽视，车内小型嵌入式控制器资源限制，汽车快速启动性能要求，以及车内通信数据的时间敏感性要求等等，均给车载以太网设计带来不断的挑战。面对控制器的资源限制，形成了更轻量级的以太网控制数据通信协议SomeIP；应对快速启动要求，需要适度牺牲网络配置灵活性，裁剪或者静态配置原始协议；面对时间敏感性要求，引入TSN（Time Sensitive Network）协议，让车载以太网成为真正的主干网，正成为大势。
3. 降低线束成本和重量
常规音视频数据流物理链路使用专用屏蔽线和接插件链接，高低温、潮湿等复杂车内极端环境，进一步提升了线束和接插件的成本压力。车载以太网的引入改善了这一问题，以太网本身具备传输音视频能力，100BaseT1使用非屏蔽双绞线，更不必须使用专用接插件；车载以太网的拓扑结构也使得一个源节点的数据直接发送给多个节点，仅需通信链路层的Switch转发，不再需要占用处理器资源进行数据处理和发送或者在增加一对一的专用屏蔽线；此外，线束重量的降低带来的收益也不容忽视，为降低整车油耗提供了空间。Broadcom公开过这样的评估结果，使用车载以太网降低整车80%的连接成本以及30%的线束重量。
4. 支持面向服务的通信，为互联互通提供通信基础
车网融合、深度数据开放已经是当今汽车行业的热点话题，重构电子电器架构是另一个复杂话题，但互联互通的重要基础之一是通信技术，车载以太网功不可没，其本身所具备的面向服务的通信能力，为实现面向服务的架构设计铺出一条大路，为实现互联互通提供了底层协议的坚实基础。
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