罐头和以太网有什么区别？

30年来，控制器区域网络（CAN）巴士一直是车辆通信的核心，支持各种各样的汽车创新。但是，自1991年首批公共汽车被部署以来，汽车技术已经走了很长一段路。随着连接性的增加将车辆转变为车轮上的数据中心，越来越多的功能远远超出了30年前的设想。

稳健而可靠的，CAN仍然是汽车制造商的最爱，即使在第四个十年中。但是，随着汽车行业经历范式的转变，响应最先进的技术和快速发展的消费者需求，CAN的长期统治将面临新的挑战。向前迈进，以太网将越来越多地用作汽车网络的骨干，提供更高的性能，更安全，更有效的CAN巴士替代方案。

市场分析项目s到2027年，全球互联汽车市场将达到2251.6亿美元，高于2019年的630.3亿美元。向更大的连通性转变将在朝以太网骨干网络的转变中发挥决定性和加速作用通信媒介（主要在旧组件中）。

可以的优势和限制

CAN的技术特征使其在车辆环境中特别有效，从CAN的物理层和协议支持的高宽容开始。此外，CAN可以支持本机多播和广播，提供内置的框架优先级，提供非破坏性碰撞分辨率，100％分布在运行中，并且可以轻松支撑在数十英尺上测量的长单个总线。在传统的汽车网络中，只有两线且具有廉价的物理层界面，仍然可以提供最大的“笨蛋”。

但是，使用一辆罐头公共汽车有限的为了达到8至10 MB/s的最高数据传输率，它正在努力跟上当今互联车辆的需求。此外，随着越来越多的设备连接到同一巴士，它大大降低了公共汽车的性能。

汽车制造商通过在车辆中添加更多的罐头总线来避免了这个问题，其中一些当前型号托管了10多辆公交车。这些公共汽车之间的临时连接在促进网络通信方面已经足够了，但是尽管有连接的车辆对网络攻击的脆弱性增加，但安全通常是事后的想法。

通过支持更多吞吐量（从传统罐中的1 mb/s到can-fd/xl中的8到10 mb/s），升级的CAN的升级版本（包括CAN-FD和CAN-XL）可以改进基本版本，更快地线路速率和较大的框架尺寸。CAN-FD已经在生产中，而CAN-XL仍处于设计阶段。尽管这些改进无疑会增强CAN的稳健性和可靠性，因为汽车变得更加连接和自主，但以太网为建立满足现代需求的车辆通信网络提供了另一个途径。

以太网和连接的卡车进化

为了满足汽车的需求，这些汽车将很快在数亿行代码（对于当前型号）上，并将其用于5,000亿行，该行业正在过渡到基于以太网的区域E/E架构。以太网的“插头”功能非常适合高性能，面向服务的环境，这些环境将定义未来的汽车。设备可以实时连接和断开连接，而停机时间为零，这标志着与CAN总线相比的重要优势。

以太网存在一些缺点，包括更昂贵的物理层界面，与所需的开关相关的成本以及与两线未屏蔽的扭曲对（UTP）以太网有关的EMI和EMC问题的并发症。此外，以太网交流是非现实的和不确定性的。

从整体性能的角度来看，以太网提供了不同的优势，需要将其集成到混合批判性的汽车架构中。通过支持服务质量，安全性，关键时间扩展（例如，时间敏感的网络或TSN）以及较高的性能，以太网可以实现区域中所需的高性能通信。

为了实现相似的性能，将需要比以太网更多的接线和更多组件，从而导致更高的成本。借助以太网，接线线束较小，比经常使用的罐装系统的安装需要更小的时间和资源投资。这种简单性还使快速识别和解决车辆功能问题的问题变得更加容易。

鉴于以太网的灵活性更大，基于服务的通信和模块化设计的过渡固有地由基于以太网的体系结构而不是公共汽车支持。这将被证明是至关重要的，因为将来的汽车模型还添加了数亿行的代码，以及新的信息娱乐能力，安全关键功能，空中（OTA）更新以及自主和半自治的功能。

前景

弗罗斯特和沙利文估计目前正在使用约4亿汽车以太网端口。到2022年，对于所有其他接口组合的端口将有更多的汽车以太网端口。

尽管这些数字证明以太网的渗透已经在增长，但汽车以太网市场仍处于早期的早期，预计未来几年的增长迅速。researchandmarkets.com预测该市场将从2019年的163.5亿美元上升到2024年的43.67亿美元，这是由于对高级驾驶员辅助系统（ADAS），信息娱乐系统和豪华汽车的需求增加所致。

尽管以太网的上升很大，主要是因为它满足了可以轻松有效的公共汽车服务的需求，但以太网不会完全取代，实际上将在许多车辆中补充它。在考虑进化E/E架构设计时，需要结合罐头和以太网的需求很明显，在网络上，新的和高端的电子控制单元（ECU）与传统ECU共存，这可能是几代人。此外，对于许多传统的汽车网络用例，仍然可以更具成本效益。

新汽车模型需要强大的区域E/E架构，并为众多应用程序提供支持，这反过来又需要较高，快速的通信负载，并且延迟极低。这要求将传感器或执行器的高带宽通信和聚合到从区域网关到主链的单个链接。此外，高性能传感器需要与ADAS ECUS进行高带宽的通信。

在未来的车辆体系结构中，以太网可以启用TSN作为确定性性能的解决方案，允许光纤积分作为EMI/EMC解决方案，并为高性能主链提供1G和10G链接。以太网可以以如此效率的效率做到这一切，以至于缺乏实时功能是一个争执。

向前迈进，如果解决了电线长度问题，则10Base-T1可以用作罐头的替代。通过身份验证，安全的会话建立和加密，配备以太网的车辆体系结构将为安全车辆通信提供动力，同时还通过将开关集成到安全操作中心来节省成本。

结论

随着技术创新以当前的快速速度进行，消费者的需求与之一致，各种新的应用程序和连接的功能将集成到车辆中 - 从更复杂的ADA到车内游戏机的所有内容。推出这些功能将需要更多的带宽，更轻的硬件和最小的延迟，这就是为什么更多的汽车制造商正在仔细研究以太网和CAN之间的差异和应用。