ノウハウ：車載用イーサネットの解説：特徴とテストの必要性

今日の自動車に搭載されるカーエレクトロニクスは、ますます複雑化しています。 より多くのセンサー、制御装置、インターフェイスがより高い帯域幅を使用するようになり、より速いデータスループットと信頼性の高いネットワークが要求されています。 また、車内のケーブルやハーネスの重量は、メーカーにとって懸念事項です。

イーサネットは、大容量のデータを扱うことができる安全な転送媒体であることがすでに証明されており、従来のCAN/LINハーネスに比べて30%の軽量化を実現しています。 イーサネットの利点である多点接続、広帯域、低遅延は、自動車メーカーにとって魅力的です。 しかし、従来のイーサネットは、自動車に使用するにはノイズが多く、干渉に敏感でした。

車載用イーサネットは、車載用接続アプリケーション向けに設計された物理層規格です。 IEEEが802.3bw（100BASE-T1）で標準化し、その後802.3bp（1000BASE-T1）へと拡張された。 トランスポート層は、AVNUコンソーシアム、TSNコンソーシアム、オープンアライアンスコンソーシアムによって定義されています。 近い将来、自律走行車はより高い帯域幅を必要とするようになるため、車載イーサネットは100Gb/s、400Gb/sなど、数百ギガビット/秒まで成長すると予想されています。

車載用イーサネットケーブルは、非シールドの銅製ツイストペア1本であるため、軽量かつ低コストで製造できます。 この1本のツイストペアは、標準的なイーサネットと車載用イーサネットの基本的な違いです。 専用の送受信経路を持つ標準イーサネットとは異なり、車載イーサネットでは、1本のツイストペアが送受信の両方に同時に使用されます。 このため、リンクの両端には、送信と受信を区別することができるハイブリッドトランシーバーが採用されています。 車載用イーサネットは、車内の過酷な環境のため、ケーブル長が短くなります。 車載環境では、インピーダンスの許容範囲と損失は大きな問題であり、それらは非常に厳しく管理されています。 コネクタについては、RJ45は家庭用およびオフィス用イーサネットの古典的で標準的なインターフェースです。 車載用イーサネットのコネクタタイプは定義されていないため、好きなコネクタを自由に使用することができます。 このため、標準的なテスト要件に適合させるためには、いくつかのカスタムケーブルやフィクスチャーが必要になることがあります。

車載用イーサネットデバイスのテスト

自動車アプリケーションでは、先進運転支援システム（ADAS）や自律走行車（AV）が、より高い帯域幅を必要とする多くのセンサー、制御、インターフェイスを使用します。 車載イーサネットは、異なるコンポーネントを同じスイッチングネットワーク上で共存させることができる、単一のユニバーサルな通信媒体を提供します。 被試験機器（DUT）が車載イーサネットを搭載している場合、DUTのPC制御には、イーサネットをBASE-T1プロトコル、すなわち標準イーサネットから車載イーサネットに「変換」するメディアコンバータが必要です。