자동차용 이더넷(100BASE-T1/1000BASE-T1)의 중요성 및 텔레매틱스 게이트웨이의 수요 증가에 대해 살펴보기

(이미지 출처: iWave Systems)

자동차용 이더넷 표준 100 Base-T1(IEEE 802.3bw) 및 1000 Base-T1(IEEE 802.3bp)은 차량 네트워크 내에서 처리량을 개선하고 비용을 줄이도록 설계되었습니다. ADAS, 인포테인먼트, 진단, 센서 네트워크를 비롯한 차량 기술이 성장함에 따라 전송 및 생성되는 데이터량이 더 증대되었습니다. CAN, CAN-FD, LIN, FlexRay와 같은 전통적인 네트워크는 필요 속도를 제공할 수 없습니다.

자동차용 이더넷 프로토콜인 100BASE-T1은 양방향 데이터 교환을 위해 단일 쌍의 비차폐 연선을 사용합니다. 전송 및 수신을 위해 전용 쌍을 할당하는 10BASE-T 및 100BASE-TX와 대조적으로, 100BASE-T1은 두 기능 모두 동일한 쌍에서 수행할 수 있도록 하는 물리적 전이중 인터페이스를 도입합니다. 공유 미디어의 통합은 재료 비용을 삭감할 뿐만 아니라, 차량 내 전체 케이블 무게를 줄임으로써 연료 효율도 향상시킵니다.

자동차용 이더넷 케이블은 차량 내 문제적 환경 조건을 견딜 수 있도록 더 짧은 길이로 설계되었습니다. 또한, 개별적인 신호 인코딩 방법을 활용하여 대역폭 사용을 최소화하면서 최대 데이터 양을 효율적으로 전송합니다.

100BASE-T1은 4B3B(4-bit to 3-bit), 3B2T(3-bit to 2-ternary pair), PAM3(three-level pulse amplitude modulation)을 포함하는 고유한 인코딩 접근 방식을 사용합니다. 이 인코딩 전략은 고속 이더넷과 비교하여 방출을 최소화하도록 구현되었습니다. 100BASE-T1 PHY는 비차폐 단일 연선 케이블을 통해 데이터를 전송하기 전에 모든 필수 스크램블링 및 인코딩 프로세스를 관리합니다.

이더넷과 자동차용 이더넷의 비교

이더넷과 자동차용 이더넷의 차이는 주로 해당 물리층에서 비롯됩니다. 표준 이더넷이 이중 연선 케이블에 의존하여 전송 및 수신을 위한 개별 경로를 제공하는 반면 자동차용 이더넷은 단일 연선 케이블을 사용하여 전이중 통신을 용이하게 합니다.

자동차 생태계의 표준 이더넷은 두 개의 연선 케이블에 의존하기 때문에 공간과 설치 복잡성 측면에서 실질적인 한계를 드러냈습니다. 또한, CISPR 25 클래스 5에 지정된 엄격한 복사성 방출 제한을 준수하지 않기 때문에, 엄중한 전자기 호환성 표준이 차량 내전자 부품의 신뢰할 수 있는 성능을 보장하는 데 있어 가장 중요한 자동차 산업으로의 통합을 방해합니다.

차량용 네트워크 내의 자동차 이더넷은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 전통적 CAN/LIN 하니스와 비교하여 케이블 무게 및 비용 삭감
• 여러 CAN 버스를 중앙 링크에 종합함으로써 데이터 전송률 및 처리량 증가
• 저대기 통신(지연 최소화)
• 연속된 연결을 위한 손쉬운 재구성 용이
• 다른 산업의 인터넷 프로토콜(IP) 소프트웨어 기술의 재사용 가능
• 차량 네트워크의 확장
• 고급 보안 기능의 통합으로 데이터 보안 향상

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iWave의 텔레매틱스 게이트웨이로의 자동차용 이더넷 통합 탐색

텔레매틱스 게이트웨이는 최신 영역 기반 차량 아키텍처의 중앙 통신 및 데이터 처리 허브로 중추적인 역할을 수행합니다. 다양한 ECU 간의 데이터 교환을 용이하게 하는 레거시 게이트웨이와 데이터 로깅, 진단 및 외부 네트워크 통신을 담당하는 텔레매틱스 장치의 기능을 결합한 텔레매틱스 게이트웨이는 다용도 부품입니다.

이 플랫폼은 여러 ECU(전자 제어 장치) 및 서버 간의 원활한 데이터 교환을 가능하게 하며, 레거시 CAN 네트워크와 자동차용 이더넷 네트워크를 연결하는 다리 역할을 하는 텔레매틱스 게이트웨이에는 LTE 및 Wi-Fi와 같은 무선 연결 모듈이 통합되어 있습니다. 이는 진화하는 ECU 및 차량 네트워크 토폴로지의 기본 아키텍처 블록으로 사용됩니다.

게이트웨이 기술로서 100BASE-T1이 도입됨에 따라 차량 내 네트워킹의 개발이 가속화되면서 자동차용 시스템의 개선이 가능해졌습니다. 자동차용 이더넷이 제공하는 실질적 이점에도 불구하고 업계는 여전히 CAN과 같은 레거시 네트워크에 깊이 뿌리 박혀있어 완전한 전환이 가능할 것 같지는 앖습니다. 미래의 환경은 전통적 기술과 신기술이 혼합되어 비이더넷 및 이더넷 기반 ECU와 게이트웨이를 모두 포괄할 것으로 예상됩니다.