V0.1 | 2018-12-12

人とくるまのテクノロジー展 2019

車載Ethernetの動向とベクターソリューション

2

高速な通信

拡張性のあるネットワークトポロジー

複数の通信速度の車載Ethernet規格(10Mbps, 100Mbp, 1Gbps, マルチギガ)

Ethernetの導入の背景

車載ネットワークの動向

ECUECU ECU ECU

ECU ECU

ECU ECU

ECU

ECU

ECU ECU

ECU ECU

ECU

3

車載Ethernetの使用事例１

車載Ethernetの動向

Car Entertainment

BD Player

Navigation

Digital Radio/TV

Active Speakers

Telematics Unit

Right

Left

Front RearHeadUnit B

ridg

e

運転支援システム インフォテインメント

ECUソフトウェアの更新と故障診断(有線 →無線)

4

バックボーン、自動運転システム

車載Ethernetの使用事例 ２

車載Ethernetの動向

スイッチ

カメラ

カメラ

カメラ

カメラ

ECU

診断コネクタ

ECU

シャーシ・安全系 パワートレイン系 インフォテイメント系 ボディー系

CAN FD

FlexRay

Ethernetゲートウェイ

カメラカメラ

レーダレーダ

スイッチ

ADAS系

ECU

Ethernet

スイッチ スイッチ

CAN FDFlexRay, Ethernet

スイッチ

CAN/CAN FDLIN, Ethernet

スイッチ

CAN FD

欧州・北米だけでなく

日本でも車載Ethernetの採用が始まっている

5

物理層とプロトコル

車載Ethernetの概要

1 Physical車載用のEthernetの物理層など

(100BASE-T1/TX, 1000BASE-T1, 10BASE-T1S, Multi-Giga)

4 Transport

7 Application

6 Presentation

5 Session

3 Network

2 Data LinkEthernet MAC (VLAN)

SD

SOME/IP

UDP/TCP

IPv4/IPv6

DHCP

適用分野音声/動画転送・

時間同期制御、サービス管理 アドレス設定, その他診断/リプロ

DoIPHSFZ

ICMPv6,NDPICMP, IGMP

Ethernet AVBIEEE1722

ARP/RARP

RTPRTCP

ASR PDU : AUTOSAR PDU

ASR PDU

NTPHTTP

XCP

6

OABR : Broadcom社が開発したEthernet物理層の技術、100BASE-T1としてIEEEで標準化

100BASE-T1 / Open Alliance BroadR-Reach(OABR)車載Ethernetの概要

MASTERBroadR-Reach

PHYMDI

SLAVEBroadR-Reach

PHYMDI

100 Mbit/s FULL DUPLEX

ECU 1 ECU 2

UTP: Unshielded Twisted Pair

符号化技術:

4B3B, 3B2T, PAM3

クロックリカバリー/同期:

マスタースレーブ方式

PHYで設定

非シールドのツイストペアケーブ(UTP)

7

標準化完了：

標準化策定中：

車載Ethernet 物理層の標準化動向

車載Ethernetの概要

2016 2017 2018 2019 2020 2021 2018

100BASE-T1S

Multi-Gig

速度 規格名 : 概要 進捗

100Mbps 100BASE-T1(IEEE802.3bw) : 1ペアUTP, OABR 2016/3 発行

1Gbps 1000BASE-T1(IEEE802.3bp) : 1ペア銅線 2016/9 発行

1Gbps 1000BASE-RH(IEEE802.3bv) ：プラスチック光ファイバー 2017/3 発行

速度 規格名 : 概要 備考

10Mbps 10BASE-T1S (IEEE P802.3cg) : 10Mbps Single Twisted Pair Ethernet

標準化に向けた審査段階(D3.X)

2.5G/5G/10G IEEE802.3ch :Multi-Gig for Automotive Ethernet PHY

2017/05 IEEE Task Force 発足タスクフォースコメント段階(D1.3)

Over 10G Greater than 10 Gb/s Automotive Ethernet Electrical PHYs Study Group

2019/03 IEEE Study Group発足

ISO 21111として標準化開始

Study Group発足

Task Force発足

標準化目標時期

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Audio Video Bridging (AVB)Ethernet AVBは元々、プロオーディオ向けのオーディオ・ビデオ機器を接続し、高品質の音声と映像を低遅延で送受信するために開発された。

コンサートホールやスタジオ、シアター、家庭などでの利用を想定。

AVBを構成する４つのIEEEの規格

関連規格 ： IEEE 1722 （Audio/Videoデータのパケットフォーマットなどを規程）

Ethernet AVB車載Ethernetの概要

Audio Video Briding(AVB) SystemsIEEE 802.1 BA

時刻同期IEEE802.1 AS

帯域予約IEEE802.1 Qat

トラフィックシェイピングIEEE802.1 Qav

Talker Bridge Bridge Listener

Dst Src VLAN Ether-type CRC

IEEE1722(AVTP） ペイロード

AVTP header IEC61183header Audio/Video sample

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ツール： CANoe.Ethernet, CANape, vFlash, Indigo

ネットワークインターフェース： VN5610A, VN5640, VT6306(VTシステム用)組込ソフトウェア： MICROSAR ETH, MICROSAR AVB, MICROSAR V2G

ベクターの車載Ethernet対応製品

ベクターの車載Ethernetソリューション

CANoe.Ethernet

測定・解析シミュレーション、テスト

vFlash

リプログラミング

Indigo

車両テスト/ECUの診断

VN56XX

Ethernet

DoIP

ECU

車両

DoIP

MICROSAR ETH/AVB

AUTOSARベーシックソフトウェア

CANape

測定キャリブレーション

XCP on Ethernet /XCP routing

オンボードチャージャーなど

MICROSAR V2G

ISO15118対応組込ソフト

VN56XX

VC121汎用ECU

PREEvisionE/Eアーキテクチャー設計

VT6306(VT System)

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Ethernetフレームとフレーム内のシグナルの解析

SOME/IPやAVTP、gPTP、SRPなどの各種プロトコルの解析

Ethernet フレームの送受信、ソケット通信プログラム

Ethernetノードのシミュレーションと自動テスト

一部の機能例：

TCP/IP, AUTOSAR PDU, SOME/IPやAVB専用のCAPL関数

MACアドレス、IPアドレスを自由に設定

CANoe オプション Ethernet 機能概要

ベクターの車載Ethernetソリューション

解析時の構成例 テスト時の構成例

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主な特徴と機能

100BASE-T1 x 6ポート : NXP TJA1101 Sleep/Wakeup対応

100BASE-TX/1000BASE-T x 2ポート

ECU間のモニター、ECUとの通信、スイッチ、メディアコンバーター

フォールトインジェクション

信号の品質を劣化させるアナログ妨害 (0Ω～2555Ω、5Ω刻み)

信号線の短絡、 電源電圧やGNDとの短絡

PHYの電源供給を個別にon/off

搭載するボードの変更で 1000BASE-T1に対応を計画中

VT6306 : VTシステム用 Ethernetインターフェイス

ベクターの車載Ethernetソリューション

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EthernetネットワークおよびI/O模擬と測定,テストのイメージ

VTシステムとCANoe.Ethernetを使用した車載Ethernetの自動テスト

ベクターの車載Ethernetソリューション

仮想ECU 3

仮想ECU 5

VT6306

ECU 2

ECU 4

ECU 1

テスト対象

CANoe.Ethernet(PC)

VTシステム

I/OモジュールネットワークI/F

テストシーケンス

制御 制御

100BASE-T1

センサー/アクチュエーターの模擬

テストの実行・ECUの模擬

CAN

I/O

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CANoe.Ethernet Version12.0 でTC8 テストに対応予定

TC8テスト : OPEN Allianceが策定した車載Ethernet ECUのテスト仕様

TC8テストコンフィグレーションを使用したECUテスト

ベクターの車載Ethernetソリューション

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ベクターは車載Ethernetにおいても、自動車メーカーやサプライヤーの開発やテストを支援するためのツールや組込ソフト、サービスを提供致します。

まとめ

ベクターの車載Ethernetソリューション

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