Ethernet em Veículos Autônomos

A rede interna é a espinha dorsal do veículo e a infraestrutura que torna possível toda a comunicação: dentro do veículo, entre veículos, entre o veículo e infraestruturas, como um centro de controle ou operações ou o fabricante, além de, cada vez mais, comunicação com tudo no ambiente do veículo. A rede fornece transmissão confiável de dados em tempo real, garantindo informações completas para o motorista sobre todos os aspectos do veículo e em todos os momentos, com recursos avançados como telemetria, computação em nuvem e arquiteturas de veículos autônomos.

À medida que evoluem rumo à autonomia total, os veículos exigem e criam exponencialmente mais dados do que nos sistemas atuais. Esses dados são fornecidos e transmitidos por um número crescente de sensores e antenas externas. Além disso, grande parte da manutenção operacional e das atualizações do veículo terá que ser realizada over-the-air (OTA), o que requer capacidade ainda maior de transmissão de dados em alta velocidade.
 

Um número crescente de ECUs compartilhando dados em tempo real em um nível muito mais amplo aumenta a demanda por mais largura de banda de rede.  A arquitetura de rede mais comum usada nos veículos industriais e comerciais hoje é a CAN SAE J1939. Para criar mais largura de banda em um sistema existente, é possível adicionar mais redes CAN. No entanto, à medida que os requisitos aumentarem, serão necessárias arquiteturas completamente novas para satisfazer as exigências de comunicação de dados. Por esse motivo, o setor automotivo vem desenvolvendo novos padrões de Ethernet sob medida para atender aos requisitos severos das redes de comunicação automotiva industrial, utilizando protocolos de comunicação de camada física 100BASE-T1 de acordo com base nos padrões da OPEN Alliance.

A Ethernet cria uma forte proposta de valor para as redes de comunicação automotiva. O trabalho técnico feito com protocolos de Ethernet para condução autônoma em carros de passeio já abriu o caminho para o lançamento de novas tendências específicas aos veículos comerciais.

A Ethernet é muito mais rápida que a CAN. Os protocolos 100BASE-T1 e 1000BASE-T1 de Ethernet podem transmitir 1 GB/s via UTP (Unshielded Twisted Pair – Par trançado não blindado), em comparação com apenas 500 kB com CAN e 1 MB/s com CAN-FD. A Ethernet permite um aumento significativo no número de dispositivos que podem ser usados na rede e possibilita, ao mesmo tempo, atingir velocidades muito maiores.

Do ponto de vista meramente elétrico, não há muita diferença entre a Ethernet para carros de passeio e a Ethernet para veículos industriais e comerciais. No entanto, em termos de aplicação, existem duas necessidades de desempenho importantes que a Ethernet deve satisfazer nos ambientes mais hostis dos veículos comerciais.

A resiliência mecânica e a vibração mais alta exigem componentes e pinos maiores. Quanto maior o componente, mais recursos poderão ser incluídos para garantir alta confiabilidade em ambientes extremos. Componentes maiores também são necessários para facilitar a manutenção. As equipes de serviço de veículos comerciais não querem ter que lidar com peças menores e, às vezes, mais frágeis. Esses requisitos competem com a necessidade de miniaturização adicional e a integração de um número maior de dispositivos, com um desempenho crescente em alta velocidade.

Para garantir alta resistência contra corrosão, temperatura, sujeira e vibração, além de desempenho em alta velocidade, estamos desenvolvendo sistemas de conectividade de dados completamente novos e avançados para a Ethernet em veículos industriais e comerciais. Para essa aplicação, trazemos nosso conhecimento profundo em protocolos automotivos e requisitos de condução autônoma para novos produtos que atendam às necessidades de maior largura de banda e maior velocidade do protocolo de Ethernet. Ao mesmo tempo, mantemos um alto nível de confiabilidade, particularmente para veículos industriais, que precisam funcionar por muitos quilômetros e durante muitos anos em ambientes operacionais adversos sem falhas ou com protocolos de reparo rápidos e fáceis. Temos uma gama de produtos compatíveis com protocolos de Ethernet que, ao mesmo tempo, aproveitam importantes famílias de conectores no setor comercial.