半岛·体育网站平台登陆 一文详解车载以太网

一、汽车以太网总线简介 1.1 以太网让连接更简单

以太网技术在我们日常生活中随处可见，用电脑或者手机上网都离不开以太网，5G车联网、V2X，以及未来汽车的智能化应用都离不开以太网技术。

1.2 汽车以太网的最大优势：高带宽、高成熟度

汽车以太网的普及主要依赖于以太网的两大优势：带宽高、成熟度高。汽车以太网的带宽目前多为100M或者1000M半岛·BOB官方网站，随着技术的发展甚至可以达到2.5G、5G、10G带宽。而工业以太网目前已经可以达到100G带宽。从工业以太网应用到汽车以太网应用，主要解决的是汽车中的EMC问题，不需要单独验证或者技术问题研究半岛·体育网站平台登陆，相当于直接应用，这对汽车以太网的发展非常有利。所以汽车以太网的成熟度比较高，这也是汽车以太网得到广泛应用的重要原因。

汽车技术的发展显著增加了对以太网的需求：

1）随着高计算、多功能、集中化的智能ECU的出现，对Flash的写入速率和迭代速度必须要快；

2）高级智能驾驶对时延、带宽提出了更高的要求；

3）新能源电池更换，无线灵活满足换电站WIFI需求；

4）智能车联网、极致座舱享受、消费与汽车融合

降本增效，采用以太网AVB/TSN技术实现视频传输，节省LVDS专用线束成本。

1.3 常见以太网线束分类

一对绞合线

两对双绞线

OBD 外部通讯通常使用 3、11、12、13 四个引脚，加上一个用于 DOIP 激活的引脚 8。其中 3、11、12、13 用于数据传输。这四个引脚使用两对双绞线，将这四根线连接到外部网线中的四根，实现与诊断仪或 PCG 的数据传输。

网线采用四对双绞线，百兆网络通常采用1、2、3、6。OBD口的四个针脚必须和网线里的四根线一一对应，才能实现车外的通讯。

二、汽车以太网协议分析 2.1 以太网经典OSI（开放系统互连）七层模型，ISO发布

上图为以太网经典的OSI七层模型及其对应的解释，同时列出了TCP/IP五层模型以供比较。相比较而言，OSI与TCP/IP本质上描述的是同一个东西，只不过OSI将TCP/IP最上层的应用层分解为三层半岛·体育网站平台登陆，并给出了详细的功能描述，方便加深理解。但在实际学习和实现中，更多时候使用的是TCP/IP五层模型。

OSI模型协议分布

2.2 以太网帧结构

以太网帧结构如上图所示，我们能抓取到的以太网报文帧从目标MAC地址开始一直到IP数据报，前面的前导码和帧起始标记在抓包前就已经解析完毕，帧与帧之间有帧间隔。

因此，以太网帧由目标 MAC 地址、源 MAC 地址、帧类型和 IP 数据报组成。IP 数据报具有指定的长度，范围从 46 字节到 1500 字节。因此，以太网具有最大帧和最小帧：

1）以太网最大帧：

6+6+2+1500+4=1518 字节

2）以太网最小帧

6+6+2+46+4=64字节

2.3 IP与子网掩码：子网掩码不能单独存在，必须与IP地址配合使用

1）子网掩码的作用：把IP地址分成网络地址和主机地址两部分

2）例如192.168.1.1/24或者192.168.1.1,255.255.255.0，那么主机数为2^8-2=254

以太网路由示例：

以PC访问百度为例。对于PC来说，它不知道也不关心

不管是在北京还是深圳，它只需要根据它的默认网关做路由，知道把这个IP发到哪里就行了。就好比我们往北京发快递，快递员从这个地区取件之后，他并不需要知道到北京的具体路线。

他只需要把对象发送到下一个聚集点，就像一个中继一样，这就是以太网通信的概念，所以在设计以太网通信的时候，就需要考虑把信息发送给谁。

电脑获取网卡IP信息

2.4 以太网DOIP协议

上图是捕获到的DOIP消息，请注意图中的帧不包括前导码、帧起始符、CRC校验部分，这些都被剥离掉了，特别是CRC校验，如果这个帧能被捕获，说明CRC校验一定通过了。

图中整个DOIP报文一共有69个字节，分别是：

14字节数据标签层，包括6字节源MAC，6字节目的MAC，2字节帧类型。

接下来是IPV4，一般默认是20字节，有些情况下会有一些额外的选项字段，可能超过20字节，这种情况很少用到，了解一下就可以了。

接下来是 TCP，它也默认为 20 字节，在极少数情况下可能会有额外的选项字节

DOIP 协议有一个 8 字节的报头。请注意，报头不包含逻辑地址。