イーサネット

イーサネットは、家庭やオフィスで最も一般的に使用されている高速インターフェイスの 1 つであり、車両の主流となる通信プロトコルになっています。一部の車両はイーサネットを使用してさまざまな高速データを転送しています。レーダーや LIDAR モジュールなどの車載アプリケーションは、シングルペア・イーサネット・テクノロジーを使用しています。シングルペア・イーサネットはイーサネット規格を使用していますが、データは単一のツイストペアのワイヤで送信されるため、車内のケーブル重量とコストを削減できます。

イーサネットはパケット化されたシステムであり、ネットワークのさまざまな部分にあるノード間のパケットが情報を転送します。また、CAN バスと同様に、イーサネットは双方向であり、システム上のノード数が増加すると、任意の個別リンクで可能な速度は低下します。シングルペア・イーサネットの場合、個別リンクの速度は 1 つの特定の速度 (10Mbps、100Mbps、1Gbps) に制限され、リンクで動的な速度変更が発生しない可能性があります。ただし、シングルペア・イーサネットは、CAN バスの最大 1,000 倍の速度でリンク経由でデータを転送できます。シングルペア・イーサネットに変更すると、CAN バス経由でのデータ転送速度が最適化されますが、ノードあたりのイーサネットのコストが高くなるので、おそらく CAN バスの代わりになるのではなく、CAN バスを強化することになります。

現在、一部の自動車は、バックアップ・カメラやレーダーなど、大量のデータが必要な要件に対応するために、シングルペア・イーサネットを使用しています。たとえば、テキサス・インスツルメンツ (TI) の DP83TC812S-Q1 および DP83TG720S-Q1 はシングルペア・イーサネット物理層 (PHY) であり、車載電子部品評議会 (AEC) の Q100 グレード 1 と 2 にスクリーニングされており、電気電子技術者協会 (IEEE) 802.3bw と 802.3bp の車載規格に準拠したシステム診断を容易にするループバック・テスト・モードを搭載しています。イーサネット・ネットワーク経由でビデオを転送するには、転送されているビデオ・チャネルが 1 つだけであっても、ビデオをそのソースで圧縮してから、送信先で解凍し、FPD-Link™ テクノロジーとは異なりイーサネット帯域幅の制限を超えないようにする必要があります。これにより、ビデオ・データを圧縮せずに転送できます。バックアップ・カメラのようなアプリケーションでは、画像をイーサネット・ネットワークに十分に圧縮するために、カメラ内に比較的大電力のプロセッサを搭載する必要があります。

したがって、大電力プロセッサが必要になると、カメラは物理的に大きくなり、高価になります。このカメラの消費電力は、大量の画像処理を必要としないアプローチよりも高くなります。このソリューションのもう 1 つの欠点は、ビデオの圧縮と解凍によってリンクにレイテンシが追加されることです。複数のカメラや他のビデオ・ソースが同じイーサネット・ネットワークを共有している場合、圧縮量 (および対応するビデオ品質) とサポートされているビデオ・チャネル数との間にトレードオフが発生します。この制限を緩和するには、車内に複数のネットワークを階層構成で設定します。エンジン制御と診断のみを取り扱う 1 つのネットワーク、バックシート・エンターテインメントとオーディオ・システムを処理する 2 つ目のネットワーク、ビジョン拡張カメラなどの運転支援機能を処理する別のネットワークが存在する可能性があります。最終的に、シングルペア・イーサネットはレーダーや LIDAR のようなデータ送信用 CAN バスよりも高い容量を実現しますが、複雑さが増す一方で、ビデオのような最大帯域幅のアプリケーションをなんとか処理しようとしています。