近年来，为提升车辆安全性、智能化和环保性能，一系列先进驾驶辅助功能不断涌现。这给传统电子电气架构带来了严峻挑战，要求越来越多的电子组件参与信息交换。传统 CAN bus 的带宽已无法支撑数据量的爆发式增长。因此，车载 Ethernet 通信技术应运而生。其高速和强突破性的特点使其迅速在汽车领域流行开来。随着非道路车辆智能化的进一步发展，机器作业也即将对这类人机交互解决方案提出新需求。

CPDEVICE 近期推出了高端车载智能平板 APOLLO 12 PLUS，支持双屏独立显示与触控。其中一个重要亮点是 1000BASE-T1 车载 Ethernet，可提供强大的传感器信息传输通道，为车载防碰撞和自动驾驶等更多 AI 应用提供支持。

01 车载以太网整体架构

自 1980 年以来，IEEE、OPEN Alliance SIG、AVNU 和 AUTOSAR 等组织在将传统以太网扩展至汽车应用方面发挥了关键作用。通过联合开发与协作，他们依据 OSI 模型对车载以太网的整体架构进行了标准化。

AVNU：致力于推动 AVB/TSN 时间敏感网络在汽车领域的应用，使 Ethernet 成为时间确定性的实时网络；

IEEE：电气与电子工程师协会，其中 802.3 工作组致力于推动与 Ethernet 相关标准的发展；

AUTOSAR：汽车开放系统架构组织，致力于标准化汽车软件与硬件之间的解耦，并为车载 Ethernet 的软件层提供相关规范；

OPEN Alliance SIG：一个汽车行业和技术领域的非营利联盟，旨在推动以 Ethernet 作为车联网标准的大规模应用。

02 车载 Ethernet 与 CAN 通信的主要区别

作为一种先进的网络技术，车载 Ethernet 在多个方面都较传统的控制器局域网（CAN）通信具有显著优势。

通信速度

车载 Ethernet 和 CAN 总线均采用差分信号传输，并配有专用收发芯片，双绞线作为传输介质。

车载以太网：其通信速度远超 CAN 总线，可达 10M-10Gbps。如此高的速度使车载以太网特别适用于数据量大、实时性要求高的系统，例如智能驾驶、网联汽车和智能座舱。

CAN bus：其传输速率通常低于 1Mbps（CANFD 为 8M），这在一定程度上限制了其在大规模数据传输和高速实时通信中的应用。

通信距离

在串行通信中，速度越高，传输距离越短。

车载 Ethernet：传输距离为 15 米。尽管其高速可能导致通信距离相对较短，但在车内场景中，这一传输距离通常已能满足需求。

CAN bus：其通信距离通常为几十米，因此更常用于车辆内部通信。

物理层

车载 Ethernet 和 CAN bus 都采用差分信号传输，并配有专用收发芯片。CAN bus 的最高传输速率为 1Mbps（CANFD 为 8M）；车载 Ethernet 的速度则快得多，范围从 10M 到 10Gbps。

车载 Ethernet：物理层拥有专门的标准和协议，主要用于简化接口，通过单对双绞线实现全双工通信。车载 Ethernet 接口会根据速率采用不同的物理层标准，例如 10base-T1S 和 100base-T1。

CAN bus：采用统一的物理层标准，以双绞线作为传输介质，具有差分信号传输和专用收发器芯片的特点。

数据传输模式

车载 Ethernet 和 CAN 的传输方式在本质上是不同的。

车载 Ethernet：采用分组交换技术，将数据拆分为小数据包进行传输。这种方式可提供更高的数据传输效率和可靠性。

CAN bus：采用广播模式进行数据传输，所有节点都可以接收总线上传输的数据。该方式的优点是简单直接，但可能导致数据冗余和效率降低。

简单来说，车载 Ethernet 就像总机和群组电话会议的结合体。它有三种模式：单播、多播和广播。单播就像一个人（节点 1）先拨打村里的总机（交换机），再通过分机号拨打另一个人（节点 2）。多播和广播则像通过群聊发起会议呼叫，多播选择几个人（多播地址），广播则选择所有人（广播地址）。

CAN 总线就像村里的广播。当天某个 CAN 总线节点发送 CAN 消息时，网络中的所有节点都能接收到。其传输方式是一对多，通知发出后，每位村民都能听到并立即处理相关事项。

03 车载 Ethernet 的应用领域

作为车载网络的主要通信方式之一，车载 Ethernet 广泛应用于现代车辆中，如车载信息娱乐系统、自动驾驶系统和车辆控制系统。通过车载 Ethernet，可实现车内各节点之间的高速数据传输和实时通信，提升车辆安全性和舒适性。在自动驾驶系统中，车载 Ethernet 能够实现传感器、控制器和执行器之间的实时通信与协同。在车辆控制系统中，车载 Ethernet 可促进发动机、变速器和底盘等系统之间的数据共享与集中控制。

尤其在农业机械和矿山领域，车载以太网能够很好地满足自动驾驶、远程智能驾驶、车辆控制以及其他无人化作业的需求。作为现代车辆内部通信的关键技术，其重要性不言而喻。

未来，车载 Ethernet 将继续向更高带宽、更低时延和更智能管理方向发展。随着 5G 技术的普及与应用，车载 Ethernet 有望与 5G 技术结合，实现更快、更可靠的数据传输以及更丰富的应用场景。

04 APOLLO 12 PLUS 支持车载以太网通信

CPDEVICE 最新的 APOLLO 12 PLUS 车载平板终端专为自动驾驶和远程控制方案而设计。它内置 2.5G Ethernet 通信接口，支持多种高速通信需求，为智能农机和矿山设备的发展提供强有力的技术支持。

特点

• 支持 2.5G Ethernet，可提供更高的数据传输速度，满足现代车辆的高速通信需求。
• 支持双屏独立显示和触控，提升用户体验与交互效率。
• 支持 USB3.0、CAN bus 等多种高速通信接口，为车载联网和数据传输提供强有力的技术支撑。
• 支持 GPS、北斗等多种定位技术，为自动驾驶和远程控制提供可靠的定位服务。
• 支持多种操作系统，如 Android、Linux 等，为不同应用场景提供灵活的软件解决方案。

应用场景

• 农业机械：可用于农业机械的自动驾驶和远程控制解决方案，以提高生产效率并降低人工成本。
• 矿山设备：可用于矿山设备的自动驾驶和远程控制解决方案，以提高生产效率并确保运行安全。
• 工程机械：可用于工程机械的自动驾驶和远程控制解决方案，以提高生产效率并降低人工成本。
• 物流车辆：可用于物流车辆的自动驾驶和远程控制解决方案，以提高运输效率并降低人工成本。
• 其他领域：可用于需要高速通信和智能控制的其他领域，以提高生产效率并降低人工成本。

关于 CPDEVICE

CPDEVICE 于 2018 年 1 月 29 日正式成立，聚焦农业、工程和物流机械的智能化转型。通过服务数千家行业客户，CPDEVICE 提供专业的软件和硬件解决方案，助力机械智能化升级，致力于实现设备的全面智能演进。