以太网口差分电平_汽车行业必学知识--车载以太网通讯知识1

随着自动驾驶、智能网联以及汽车电动化的发展，传统的车载总线如CAN、CAN-FD已无法满足车辆高速通讯的需求，于是将焦点聚集到传统的以太网，传统以太网具有：传输速率高（100M/1000M等甚至更高）、成本相对较低、协议开放应用成熟、网络形式易于扩展等优点，但是由于传统以太网的物理层不适用于车辆的环境，于是Broadcom公司推出的BroadR-Reach技术应运而出。我们首先看一下，传统以太网和车载以太网连线上的区别：

以普通的传统百兆以太网100BASE-TX为例，在连线上使用两对双绞线，一对用于发送、另一对用于接收。而车载百兆以太网100BASE-T1在物理上使用了一对双绞线实现全双工的信息传输，使用双绞线传输有利于：减轻重量、降低EMC干扰、扩大布线范围、降低成本、增强适用性，符合车载需求。

100BASE-T1通过一对非屏蔽双绞线可实现100Mb/s的全双工数据传输，其物理层的主要工作原理是将MAC层传递的数据，通过内部时钟转换（4B/3B），数据编码（3B/2T）以及脉冲幅度调制（PAM3）转换成双绞线上传递的差分信号，以进行各种控制信号和数据的通信发送；接收过程反之。文章将以数据发送为例介绍，

4B→3B时钟转换

100BASE-T1的100是指MII传递的4bit*25MHz=100M bit/s，在接收MII传递的数据后，PHY层首先进行4B/3B转换。这种转换不是分块编码，仅是一种时钟转换，25MHz传输的4bit数据块（4B）转换成时钟频率为33.33MHz的3bit数据块（3B），示例如下：

第一组4bit数据“0000”进行3B转换后成为3bit的“000”，而第一组4bit的最后一个“0”与第二组4bit的“0101”的前两位“01”组合成为3bit的“001”，以此向后类推，形成4B到3B的转换。

3B→2T编码

每3bit数据（3B）编码成一对三进制符号（2T），标称值分别为-1，0和+1。由于3bit二进制数据可以对应8个值，而2个三进制符号有9个可能值，这样就可以通过一对三进制实现3bit二进制编码值的覆盖，且有一个符号对未使用，通常情况下，三进制0、0不使用。具体对应关系如下：

2T→PAM3

为了能在双绞线上传输，需要将2T中的-1，0，+1对应成低电平，0或高电平，这种三电平脉冲幅度调制方式即PAM3。对应的电平值分别是-1V、0V、1V。

常见的100BASE-T1车规级的物理层（PHY）有以下几种，博通：BCM89810、BCM89811；恩智浦：TJA1100、TJA1102

另外车载以太网还使用了回音消除技术，任何一个节点在其发送时将自己的PAM3电压加入到双绞线上，而在接收时从双绞线的电压中减去自己发送的PAM3电压，就可以实现全双工工作。所以在全双工通讯的情况下，示波器是无法读取有效的波形，在单向发送或接收时就可以通过示波器测量相应的数据。

好了，今天车载以太网物理层的知识就分享到这里，多多点赞会变好看哟。