Ethernet dans les véhicules autonomes

Le réseau embarqué est essentiel au véhicule car c'est la structure sous-jacente qui rend possible toute communication : à l’intérieur du véhicule, entre les véhicules (V2V), entre le véhicule et les infrastructures comme l’opérateur ou le centre de contrôle ou le constructeur (V2I), et aussi, de plus en plus, la communication avec tout ce qui se trouve dans l’environnement du véhicule (V2X). Le réseau offre une transmission des données fiable et en temps réel, assurant des informations complètes du conducteur sur tous les aspects du véhicule, à tout moment, avec des fonctionnalités avancées telles que la télémétrie, le cloud computing et les architectures de véhicules autonomes.

Au fur et à mesure que les véhicules évoluent vers une autonomie totale, ils nécessitent et créent exponentiellement plus de données que les systèmes actuels, données qui sont livrées et transmises par un nombre croissant de capteurs et d’antennes externes. En outre, une grande partie de la maintenance opérationnelle et des mises à jour du véhicule devront être effectuées via des mises à jour logicielles OTA (over-the-air), ce qui nécessite une transmission des données encore plus rapide.
 

Le nombre croissant d’ECU partageant des données en temps réel à un niveau beaucoup étendu augmente la demande de plus de bande passante réseau.  L’architecture réseau la plus couramment utilisée dans les véhicules industriels et commerciaux aujourd’hui est les réseaux CAN, SAE J1939. Pour créer plus de bande passante dans un système existant, il est possible d'ajouter plus de réseaux CAN. Cependant, à mesure que les exigences augmentent, des architectures entièrement nouvelles sont nécessaires pour répondre aux exigences de communication des données. Par conséquent, l’industrie automobile a développé de nouvelles normes Ethernet adaptées aux exigences strictes des réseaux de communication automobile industriels, en utilisant les protocoles de communication de couche physique 100BASE-T1 définis par l’OPEN Alliance.

Ethernet crée une proposition de valeur forte pour les réseaux de communication automobile. Le travail technique effectué sur les protocoles Ethernet pour la conduite autonome dans les voitures de tourisme a déjà ouvert la voie dans le domaine des véhicules commerciaux afin de répondre à leurs propres nouvelles tendances.

Ethernet est beaucoup plus rapide que le protocole CAN. Les protocoles Ethernet 100 BASE-T1 et 1000 BASE-T1 peuvent transmettre 1 Go/s par câble UTP (paire torsadée non blindée), contre seulement 500 Ko avec le protocole CAN et 1 Mo/s avec le protocole CAN-FD. Ethernet permet une augmentation significative du nombre d’appareils pouvant être pris en charge dans le réseau tout en bénéficiant de vitesses beaucoup plus élevées.

D’un simple point de vue électrique, il n’y a pas beaucoup de différence entre Ethernet pour les voitures de tourisme et Ethernet pour les véhicules industriels et commerciaux. Cependant, du point de vue des applications, il existe deux exigences clés en matière de performances auxquelles Ethernet doit se conformer dans les environnements plus difficiles des véhicules commerciaux.

La résilience mécanique et les vibrations plus élevées nécessitent des composants plus grands et des broches plus grandes. Plus le composant est grand, plus il est possible d’ajouter des fonctionnalités pour garantir une solide fiabilité dans les environnements extrêmes. Des composants plus grands sont également nécessaires pour faciliter l’entretien. Les équipes d'entretien des véhicules commerciaux ne veulent pas manipuler des pièces plus petites et parfois plus fragiles. Ces exigences rivalisent avec le besoin croissant de miniaturisation et d’intégration de toujours plus d’appareils, avec des performances toujours plus rapides.

Pour garantir une robustesse élevée contre la corrosion, la température, la saleté et les vibrations ainsi que des performances à grande vitesse, nous avons développé de tout nouveaux systèmes de connectivité de données avancés pour Ethernet dans les véhicules industriels et commerciaux. Pour cette application, nous apportons notre grande connaissance des protocoles automobiles et des exigences de conduite autonome à de nouveaux produits qui répondent aux besoins du protocole Ethernet pour une bande passante et une vitesse accrues, tout en maintenant un haut niveau de fiabilité. Cela est particulièrement vrai dans l’environnement difficile des véhicules industriels, où ces derniers doivent fonctionner pendant de nombreux kilomètres et années dans des environnements d’exploitation exigeants sans défaillance ou, en cas de défaillance, avec des protocoles de réparation rapides et faciles. Nous disposons d’une gamme de produits qui prennent en charge les protocoles Ethernet tout en tirant parti d’importantes familles de connecteurs du secteur commercial.