以太網(wǎng)
關注創(chuàng)建者：經(jīng)緯恒潤 創(chuàng)建時間：2020-05-20
以太網(wǎng)的視頻教程
基于TSN的汽車實時數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡解決方案
課程大綱 以太網(wǎng)融入到汽車網(wǎng)絡中的理論基礎 車載以太網(wǎng)簡要概述 AVB/TSN技術是什么 基于TSN的數(shù)據(jù)傳輸解決方案
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IO-Link 數(shù)字稱重傳感器
HBK近年來陸續(xù)推出了多款基于IO-Link的數(shù)字稱重傳感器，還有集成多種工業(yè)以太網(wǎng)接口的儀表。本次研討會將全面介紹HBK最新推出的稱重產品，包括digiBox, SP4Mi, HLCi, 還有即將上市的FIT5X-IE。除此之外，還有針對精度要求苛刻而設計的SPLAS小容量傳感器等。
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使用開源API創(chuàng)建自有的稱重應用程序
會議內容： 我們的稱重終端（稱重儀表）提供了開源的API，允許通過以太網(wǎng)、WTX110、WTX120 和 DSE-HIE訪問各種設備及功能。這樣可以快速創(chuàng)建最適合您的應用程序，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用提供支持。
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以太網(wǎng)的實例教程
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隨著智能汽車的發(fā)展，相信車載以太網(wǎng)將會更加廣泛地應用。但同時我們應該注意，傳統(tǒng)以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展多年，車載以太網(wǎng)也已經(jīng)應用了十多年。這期間積累的各式協(xié)議和規(guī)范浩如煙海，我們作為汽車工程師要去熟悉每份協(xié)議實屬困難。
也許我們可以從抽象的高層次去理解車載以太網(wǎng)，然后再根據(jù)各自的具體需求再有針對性地查閱相關具體的協(xié)議。例如對如業(yè)務應用的算法工程師來說，也許了解下SOME/IP協(xié)議就足夠了，底層的IP協(xié)議、MAC協(xié)議等對于上層應用不可見，無需多花時間。而這也是以太網(wǎng)分層協(xié)議的初衷。希望這篇文章能夠拋磚引玉，幫助大家勾起生活中對以太網(wǎng)的常識，同時對車載以太網(wǎng)有所初識。
展開 以太網(wǎng)技術著重分層思想，例如底層使用百兆以太網(wǎng)還是千兆以太網(wǎng)，并不影響其上層的TCP協(xié)議，這就為平臺化提供了良好的土壤。高端車型和入門車型可以方便的在某一層替換，而不影響其他層的應用。
車載以太網(wǎng)與家用以太網(wǎng)
既然以太網(wǎng)這么多成熟的技術可以借鑒，那是不是把我們家里的路由器和網(wǎng)線往車上一裝就完事了？那顯然不是。汽車作為工業(yè)皇冠的明珠，具有很多獨特的要求。而家用以太網(wǎng)和車載以太網(wǎng)主要有這些差別：
1. 物理連接魯棒性。
家里用的電腦和網(wǎng)線等都處于穩(wěn)定狀態(tài)，動來動去的機會不多。但是汽車本身的使用環(huán)境就要求了車載以太網(wǎng)連接必須皮實，能耐振動、耐腐蝕、抗高低溫和抗電磁干擾等。
圖4:家用與車載以太網(wǎng)的連接器對比
2. 物理線束重量和成本敏感度。
家用以太網(wǎng)常用的RJ45接口需要用8根線來傳輸。但是汽車對線束的重量和成本都很敏感。車載以太網(wǎng)一般都基本采用帶T1的標準，如IEEE 100BASE-T1、IEEE 1000BASE-T1，使用一對雙絞線共兩根線進行數(shù)據(jù)傳輸。
圖5:家用與車載以太網(wǎng)的線束對比
3. 網(wǎng)絡管理。
家里的路由器一般插上電就一直在工作，而電腦等終端設備可以采用Wake on LAN來進行網(wǎng)絡喚醒。但是車上的電量異常寶貴，以太網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲也較復雜。因此車載以太網(wǎng)需要更為完善復雜的網(wǎng)絡管理機制來保證各個節(jié)點正確地休眠喚醒。
4. 時間/丟包敏感度。
大家上網(wǎng)看視頻或者用手機打游戲的時候遇到網(wǎng)絡卡頓或者丟幀的情況，雖然不爽，但也算可以接受。
展開 汽車以太網(wǎng)互操作
改善汽車以太網(wǎng)中TSN功能還有更多的工作需要去做。以太網(wǎng)是一個OSI第二層協(xié)議，附著在各種PHY（第一層）選項上。對于標準的以太網(wǎng)（例如用于辦公室網(wǎng)絡）第三層通常是IP，第四層通常是TCP，但偶爾是UDP。
因此，雖然以太網(wǎng)在許多應用中發(fā)揮著作用，但它只是整個網(wǎng)絡堆棧中的一層。但是，今天的“汽車以太網(wǎng)”的概念采用了第二層的概念，并將其分配給整個堆棧。事實上，隨著TSN功能的標準化，這似乎已經(jīng)進入了人們的思維。
Schlechter說：“在以太網(wǎng)之前，汽車領域的每一個通信協(xié)議都是一個完整的堆棧。在汽車以太網(wǎng)中，他們實際上是在談論一些傳輸?shù)膯栴}。”
圖2：七層OSI網(wǎng)絡堆棧。在左邊，一個典型的桌面計算堆棧通過傳輸層顯示出來。在右邊，TSN的功能已經(jīng)跨越了通常遠遠超出以太網(wǎng)范圍的層。
TSN的功能是在提供系統(tǒng)間互操作的層面上指定的，它包括傳統(tǒng)上可能存在于更高層次的元素。全棧傾向于用軟件來實現(xiàn)上層，硬件在第一層和第二層的一部分占主導地位。事實證明，雖然系統(tǒng)可以互操作，但TSN規(guī)范還沒有被設定在一個允許芯片明確互操作的水平。
Swanson說：“結果是，針對這些不同的市場提供了不同‘口味’的以太網(wǎng)。有一個汽車配置文件，一個工業(yè)配置文件，一個服務供應商配置文件，以及一個航空航天配置文件。還可能有其他一些。
展開 車載以太網(wǎng)總體架構
正由于上述IEEE組織，OPEN Aliance SIG組織, AVNU組織，AUTOSAR組織的共同發(fā)展與合作，進而規(guī)范了車載以太網(wǎng)符合OSI模型的整體架構，如下圖1所示：
圖1 車載以太網(wǎng)OSI總體架構
首先針對圖1中AVNU，IEEE，AUTOSAR以及OPEN Aliance SIG組織做簡要介紹，以便能夠較為清晰地了解各組織在車載以太網(wǎng)總體架構的主要貢獻及主要目標。
AVNU： 致力于推進AVB/TSN時間敏感網(wǎng)絡在汽車領域的應用，使以太網(wǎng)成為一種時間確定性的實時網(wǎng)絡；
IEEE： 電氣與電子工程師協(xié)會，其中802.3工作小組致力于推進以太網(wǎng)相關標準的制定與完善；
AUTOSAR: 汽車開放式系統(tǒng)架構組織，致力于實現(xiàn)汽車軟硬之間解耦的標準同時也為車載以太網(wǎng)軟件層級作出了相關規(guī)范說明；
OPEN Aliance SIG: 為非盈利性的汽車行業(yè)和技術聯(lián)盟，旨在鼓勵大規(guī)模使用以太網(wǎng)作為車聯(lián)網(wǎng)標準；
同時，從上圖中可以看出標記為“IT”則為傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術協(xié)議規(guī)范，而標記為“Automotive”則為車載以太網(wǎng)技術協(xié)議規(guī)范。
顯而易見，除了物理層、UDP-NM、DOIP、SOME/IP、SD這五個模塊為車載以太網(wǎng)技術協(xié)議規(guī)范之外，其余均為傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術。
物理層
車載以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比，車載以太網(wǎng)僅需要使用1對雙絞線，而傳統(tǒng)以太網(wǎng)則需要多對，線束較多。
同時，傳統(tǒng)以太網(wǎng)一般使用RJ45連接器連接，而車載以太網(wǎng)并未指定特定的連接器，連接方式更為靈活小巧，能夠大大減輕線束重量。
展開 車載以太網(wǎng)憑借其高帶寬、低延遲和標準化優(yōu)勢，正成為新一代汽車電子架構的核心通信技術。
本文將系統(tǒng)介紹車載以太網(wǎng)的技術特點、技術細節(jié)，并解析康謀(Keymotek)在該領域的創(chuàng)新產品和解決方案。
一、車載以太網(wǎng)概述
車載以太網(wǎng)(Automotive Ethernet)是專為汽車環(huán)境設計的以太網(wǎng)技術，在傳統(tǒng)以太網(wǎng)基礎上進行了汽車級適應性改造。它采用單對非屏蔽雙絞線實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，同時滿足汽車行業(yè)對電磁兼容性、溫度范圍和可靠性的嚴苛要求。
與傳統(tǒng)IT以太網(wǎng)相比，車載以太網(wǎng)具有以下特點：
（1）物理層優(yōu)化：采用單對雙絞線(如100BASE-T1)而非四對雙絞線；
（2）滿足汽車EMC要求：更強的抗干擾能力；
（3）支持時間敏感網(wǎng)絡(TSN)：確保關鍵控制指令的實時性；
（4）工作溫度范圍更廣：-40°C至+125°C；
（5）輕量化設計：減少線束重量和復雜度。
二、車載以太網(wǎng)的重要性與必要性
車載以太網(wǎng)作為智能汽車數(shù)字化轉型的核心基礎設施，其應用不僅是技術演進的選擇，更是行業(yè)發(fā)展的必然要求。下面將從帶寬、架構、實時性、成本及未來擴展五個關鍵維度，解釋其重要性與必要性。
（1）高帶寬需求驅動
智能駕駛與傳感器融合：L3及以上自動駕駛需要處理大量傳感器數(shù)據(jù)（攝像頭、激光雷達、雷達等），傳統(tǒng)總線（如CAN、LIN）帶寬不足（CAN最高僅1 Mbps），而車載以太網(wǎng)可提供1 Gbps甚至10 Gbps的帶寬，滿足實時數(shù)據(jù)傳輸需求；
高分辨率信息娛樂系統(tǒng)：4K/8K屏幕、AR-HUD、多屏互動等依賴高速網(wǎng)絡，以太網(wǎng)支持多媒體數(shù)據(jù)的低延遲傳輸。
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?在100 G以太網(wǎng)中的傳輸和以太網(wǎng)融合。
概述
偏振復用和正交相移鍵控（PM-QPSK或DP-QPSK）的組合正在成為達到100 Gbps或更高比特率的最有前景的解決方案之一。在接收器端，數(shù)字信號處理（DSP）的使用導致相對于傳統(tǒng)實現(xiàn)的顯著部署改進。本案例介紹了100 Gbps DP-QPSK傳輸系統(tǒng)的實際設計，該系統(tǒng)使用數(shù)字信號處理的相干檢測進行失真補償。
高壓比例閥有哪些常見的控制方法？14天前
數(shù)字總線控制（現(xiàn)場總線/工業(yè)以太網(wǎng)）
隨著工業(yè)4.0的推進，數(shù)字化控制已成為主流，通過 PROFIBUS, PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP 等現(xiàn)場總線協(xié)議，控制器可以直接向帶有智能驅動器的比例閥發(fā)送數(shù)字指令。
優(yōu)勢：抗干擾能力極強，傳輸距離遠，且能實現(xiàn)雙向通信，用戶不僅可以設定參數(shù)，還能實時讀取閥門的狀態(tài)、溫度、故障代碼等診斷信息，極大提升了維護效率。
通過一項關鍵的光子學合作，新思科技推出了 224G IP 解決方案，支持共封裝光學以太網(wǎng)和 UALink，滿足下一代電光系統(tǒng)對帶寬的需求。
系統(tǒng)盤
4TB NVMe Gen4 SSD
系統(tǒng)高可用
數(shù)據(jù)盤
8TB NVMe Gen5 SSD + 16TB SATA
NVMe做熱數(shù)據(jù)（當前DOE項目），SATA做冷歸檔（歷史訓練集）
網(wǎng)絡
雙10GbE以太網(wǎng)
車載網(wǎng)絡：車載以太網(wǎng)、CAN總線、車載無線通信(5G/V2X)、數(shù)據(jù)安全與網(wǎng)關。
5. 線束、連接器與測試技術 (Components & Testing)
連接技術：汽車線束、連接器、電子電路板、傳感器組件。
測試測量：自動駕駛仿真測試、EMC測試(電磁兼容)、芯片可靠性測試、軟件功能安全測試(ISO 26262)。
6.
工業(yè)級連接與集成
Xi 1M專為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和自動化控制設計，具備強大的連接性和自主運行能力：
多重接口：標配以太網(wǎng)（Ethernet）和USB接口，支持模擬輸出（0/4-20mA）及數(shù)字過程接口。
現(xiàn)場總線兼容：無縫集成至Ethernet/IP、Modbus TCP/IP、Profinet等工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)，是OEM設備集成的理想選擇。
應對新技術企標： 面對車載以太網(wǎng)、新型刺破式連接、鋁導線等，實驗室應提前配備高頻網(wǎng)絡分析儀、自動化微觀切片等前沿裝備。
數(shù)據(jù)追溯體系： 實驗室必須打通自動化數(shù)據(jù)采集，生成不可篡改的測試圖譜。這是應對主機廠苛刻審廠的核心底氣。
總結來說，線束測試正在從"導通性驗證"向"材料級、系統(tǒng)級的深度可靠性解析"演進。只有精準把控指標，引入智能化的測試裝備，才能在產業(yè)競爭中構筑技術護城河。
諾冠（IMI Norgren）之所以成為眾多自動化工程師的首選，不僅因為提升閥具備優(yōu)異的密封性能和響應速度，更在于卓越的數(shù)字化兼容性：
即插即用，簡化調試：諾冠產品支持多種主流工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，配合直觀的LED指示燈和配置軟件，大幅縮短了“編程”和調試周期。
透明化診斷：通過數(shù)字通信，您可以實時獲取每個閥門的健康狀態(tài)，從“被動維修”轉變?yōu)椤邦A測性維護”。
提升閥有哪些電氣連接方式？1個月前
模塊化閥島總線連接：在ExcelonPlus等系列閥島中，多個提升閥可集中通過PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP等工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議接入控制系統(tǒng)，實現(xiàn)高密度、低布線的集中控制。
電氣連接選型建議：匹配工況，優(yōu)化性能
選擇合適的電氣連接方式需綜合考慮以下因素：
控制需求：僅需開關控制可選引線式；需狀態(tài)反饋則推薦帶傳感器型號。
可選配智能閥島，構建集中監(jiān)控網(wǎng)絡
對于多點控制場景（如包裝、裝配、物料搬運線），諾冠提供模塊化智能閥島（如Excelon Plus系列），可將多個提升閥集中管理，每個閥位均可獨立監(jiān)控，并通過PROFINET、EtherNet/IP等工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與上位系統(tǒng)通信，操作人員通過HMI或移動終端即可：
查看任意閥門的實時狀態(tài)；
接收故障報警推送；
遠程啟停或切換工作模式。
