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汽车以太网

编号:
wx1201848641
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商品介绍

本书内容包括以太网简史、车载网简史、汽车以太网简史、汽车以太网物理传输、汽车以太网协议、以太网与汽车系统的发展以及展望。本书由OPEN联盟首任主席、宝马以太网项目总监克尔斯滕·马特乌斯博士与宝马电磁兼容团队总监托马斯·柯尼希斯埃德博士合著,书中对宝马在汽车上引入以太网技术过程中的诸多考量和折中进行了详尽描述,对开发人员必会大受启发。本书适合汽车电子技术人员以及车联网技术人员阅读使用。

本书两位作者与两位译者在伦敦参加 2018IEEEStandardsAssociationEthernet&IP@ AutomotiveTechnologyDay期间的合影左二:克尔斯滕·马特乌斯 (KirstenMatheus)博士,本书作者。宝马公司车载以太网项目负责人,OPEN联盟首任主席。曾供职于大众汽车、恩智浦和爱立信。左一:托马斯·柯尼希斯埃德 (ThomasKnigseder)博士,本书第二作者。曾供职宝马公司达 18年之久,本书英文版出版时任宝马公司 EMC部门负责人。他是首位在汽车上应 用 以 太 网 的 技 术 专 家。目 前 在 TechnicaEngineeringGmbH 担任 CTO。右二:本书译者李巍女士。中国信息通信研究院泰尔终端实验室汽车以太网团队负责人,英国政府志奋领学者,中国智能网联汽车产业联盟 (CAICV)的 “新型车载高速网络工作组 (NIVN)”组长,目前主要从事汽车以太网标准化及测试认证研究。右一:本书译者周轩羽女士。自英国帝国理工学院学成归国后,在中国信息通信研究院泰尔终端实验室从事汽车以太网和数据通信相关测试、研究和标准制定工作。中国留学人员回国创业启动支持计划创新支持子项目———智能网联汽车用新型以太网总线测试技术研发申请人。

目录作译者简介第 2版前言第 1版前言译者序编辑的话缩略语时间轴第 1章 以太网简史 (基于一个汽车制造商的角度) !!!!!!! 111 话说从头 !!!!!!!!!!! 112 以太网的含义 !!!!!!!!! 4121 IEEE以太网 !!!!!!!! 4122 工业自动化以太网 !!!!! 7123 航空以太网 !!!!!!!! 10124 电信以太网 !!!!!!!! 12125 汽车以太网 !!!!!!!! 1513 市场对比 !!!!!!!!!!! 16备注 !!!!!!!!!!!!!!! 19参考文献 !!!!!!!!!!!!! 21第 2章 车载网简史 !!!!!!!! 2821 车载网的作用 !!!!!!!!! 2822 传统的车载网 !!!!!!!!! 30221 早期的车载网 !!!!!!! 31222 控制器局域网络 (CAN) !! 32223 局域互联网络 (LIN) !!! 36224 面向媒体的系统传输(MOST) !!!!!!!!! 39225 FlexRay!!!!!!!!!! 42226 像素链接 !!!!!!!!! 46227 消费链接 !!!!!!!!! 48228 趋势和结局 !!!!!!!! 4923 车载网的责任 !!!!!!!!! 51231 汽车制造商与供应商之间关系的作用 !!!!!!!! 52232 汽车制造商之间关系的作用 !!!!!!!!!!! 54备注 !!!!!!!!!!!!!!! 58参考文献 !!!!!!!!!!!!! 59第 3章 汽车以太网简史!!!!!! 6431 个用例:编程和软件更新 !! 64311 架构的挑战 !!!!!!!! 64312 潜在汽车接口技术 !!!!! 65313 解决方案:100BASE-TX以太网 !!!!!!!!!! 6732 第二个用例:“私有”应用连接 ! 7133 突破:车用 UTSP以太网 !!!! 7234 宝马内部接受 UTSP以太网 !!! 74341 终将是另一个车载网技术 !! 74342 适当的试验应用 !!!!!! 75343 汽车以太网在宝马的未来 !! 7735 一项新技术的产业框架 !!!!! 78351 从专有解决方案到公开的标准 !!!!!!!!!!! 79352 在 IEEE塑造未来 !!!!! 81353 支持的架构和组织 !!!!! 8236 以太网在产业范围内的接受度 !! 84备注 !!!!!!!!!!!!!!! 86参考文献 !!!!!!!!!!!!! 88第 4章 汽车以太网的物理传输 !! 9441 电磁兼容性 (EMC) !!!!!! 94411 电磁干扰的耦合机制 !!!! 95412 EMC标准 !!!!!!!!! 97413 EMC测试 !!!!!!!!! 98414 静电放电 (ESD)!!!!! 10342 汽车通信信道 !!!!!!!! 105421 信道框架 !!!!!!!! 105422 信道参数 !!!!!!!! 107目 录 ●●●●●423 100BASE-T1/OABR信道 ! 108424 1000BASE-T1/RTPGE信道 !!!!!!!!!! 11043 物理层技术 (PHY) !!!!! 111431 100Mbit/s以太网 !!!!! 112432 1Gbit/s以太网 !!!!!! 137433 其他数据速率 !!!!!! 14644 汽车以太网及其供电 !!!!! 149441 供电网络的组成 !!!!! 149442 供电和通信网络的内在联系 !!!!!!!!!! 151443 PoDL !!!!!!!!!! 152444 使用供电网络通信 !!!! 153445 高效节能以太网 !!!!! 154446 唤醒 !!!!!!!!!! 15545 质量保证 !!!!!!!!!! 157451 汽车半导体质量标准 !!! 158452 汽车以太网的共模扼流圈质量标准 !!!!!!!!!! 160备注 !!!!!!!!!!!!!!! 161参考文献 !!!!!!!!!!!!! 164第 5章 汽车以太网中的协议 !!! 17251 服务质量、音视频桥和时间敏感网络 !!!!!!!!!!!! 172511 AVB引入以太网 !!!!! 173512 音视频桥 (AVB)应用实例 !!!!!!!!!! 174513 AVB协议及其车载应用 !! 178514 时间敏感网络中的功能安全相关控制信息 !!!!!! 18852 网络安全和虚拟 LAN !!!!! 190521 汽车的网络安全 !!!!! 191522 以太网相关网络安全 !!! 19453 因特网协议 !!!!!!!!! 197531 静态地址和动态地址 !!! 198532 IPv4vsIPv6 !!!!!!! 20054 中间件与 SOME/IP !!!!!! 200541 “中间件”的定义 !!!! 200542 “中间件”的历史 !!!! 200543 SOME/IP的特点 !!!!! 201544 服务发现 !!!!!!!! 204备注 !!!!!!!!!!!!!!! 205参考文献 !!!!!!!!!!!!! 210第 6章 以太网技术在汽车中的发展 !!!!!!!!!!! 21761 系统开发过程概要 !!!!!! 21762 软件设计 !!!!!!!!!! 22063 网络架构 !!!!!!!!!! 220631 EE架构解析

前言2011年 9月,汽车以太网仍处于极其初始的阶段。广为人知的是,宝马公司在当时是唯一对汽车以太网真正感兴趣的汽车制造商。至 2011年,宝马公司在量产车型中将 100BASE-TX接口用于诊断和刷写更新已有 3年时间,并决定到 2013年在量产中将现在的 100BASE-T1用于新的环视系统。2011年 9月,强烈的怀疑情绪仍处于上风。一个主要的顾虑是在恶劣的汽车电磁环境中在一对非屏蔽双绞线 (UTP)上发送 100Mbit/s以太网包是不可能的。另一个顾虑就是生态系统的缺失。在当时,仅有一个收发器技术供应商,即博通公司 (Broadcom),且在汽车工业中没有任何前期经验,也缺乏书面和非书面的技术要求。除此之外,宝马也仅仅是刚刚开始接触相应的测试机构、工具制造商、软件设计公司等配套产业。从外部来看,2011年 9月是一个不确定的时间点,然而对于局内人,此时汽车以太网成功的基础正在形成,正确的架构已经就位。在产业界,我们确定了OPEN联盟框架。恩智浦公司 (NXP)也在抓紧时间评估抓住成为第二家收发器供应商的机会,宝马也正在筹备届 “Ethernet&IP@AutomotiveTechnologyDay”(以太网 &IP@汽车技术日)研讨会,以汇聚产业界。与此同时,还进行了启动下一代标准项目 (1000BASE-T1)的初次讨论。当时我 (KirstenMatheus)的众多工作之一就是关注更多的汽车以太网芯片供应商。在 2011年 9月,这些芯片供应商一方面与他们的竞争对手之一的博通协商许可协议,而当时市场前景尚不明朗。在一次讨论中,执行经理基于如下的经验向我详细解释了为什么这是不可能实现的。过去他曾供职于另一家半导体公司,这家公司被它的一个强大的客户宣布为专有以太网版本 (正如 2011年 9月的 100BASE-T1的专有性,当时它仍被称为BroadR-Reach且尚未在 OPEN联盟或被 IEEE正式发布)的第二家供应商。他们的这个客户拥有比宝马大得多的出货量,该客户甚至能在互操作性和其他技术问题上提供技术支持,执行经理认为宝马尚不能提供如此的技术支持。最终他们还是投资开发了各自的以太网物理层 (PHY)产品。然而,那之后不久,IEEE针对同样的用例发布了以太网规范。IEEE版本被视为技术落后的,但相对于该执行经理所在公司投资的专有技术,它具有一个技术优势,即可以后向兼容之前设计的 IEEE以太网技术。IEEE技术开始流行起来,而他们投资的解决方案未获得任何推动,他们也将不再投资非公共标准的技术。OPEN联盟作为一个保证许可和技术问题的透明性组织,其前景将无异于前面的第 2版前言 ●●●●●Ⅴ例子。直到五年后的今天,即 2016年,我们知道如果一家芯片公司在 2011年投资了100BASE-T1/BroadR-Reach,今天它将具有非常好的商业前景 不仅因为技术显现出的优势,也因为该公司更早地启动了市场。执行经理的有关公共标准的必然性的说法完全错了吗?我不知道。与此同时发生了很多事。基于 BroadRReach/100BASE-T1的经验,宝马想要的是变得可行:运行时使用 100BASE-TXPHY在非屏蔽线缆上传输 100Mbit/s以太网。这一解决方案基于公共的 IEEE标准,有时被称为汽车的快速以太网 (FastEthernetforAutomotive,FEFA)。对于宝马,这来得太晚了,但那时大多数其他的汽车制造商对此尚未作出任何决定。有一段时间,也尚不确定是 “专有的” (但已授权)BroadR-Reach将获得市场上的成功,还是被调整了的 “公共”100BASE-TX会成功。好吧,今天我们都知道的是:BroadR-Reach做到了。但同时,它也成为一个公共标准,即 IEEE8023bw或 100BASE-T1。就在交付本书第 1版的手稿后 3个星期,在 IEEE8023工作组成功通过了一个立项提案 (CallforInterest,CFI)。在2015年 10月,IEEE将 BroadR-Reach兼容的规范发布为 IEEE8023标准之一。或许 BroadR-Reach即便没有 IEEE的加持也会成功。谁知道呢!事实是,IEEE标准化使其更轻松,它消除了讨论中关于技术所有性的话题。这也是我们编写本书第 2版的主要动力。现已可公开获取的 100BASE-T1和BroadR-Reach规范使得我们可以提供更加详加的描述。读者也将因此发现物理层(PHY)技术相关的章节得到了极大的扩展,包括了 100BASE-T1和业已完成标准化的 1000BASE-T1技术。100BASE-T1技术的描述中包括实现和使用该技术时的经验,1000BASE-T1的描述包括开发一个技术背后所使用的鲜为人知的方法对未来的开发项目来说某些新的或有用的内容。另外,在 PHY那一章里现单独设立了供电的部分。关于唤醒 (wake-up)和数据线供电 (PoweroverDataline,PoDL)的规范业已同时发布,也被包括进来。另外,供电会对电磁兼容 (EMC)特性产生影响,书中也描述了它是如何对汽车以太网产生影响的。在协议层,时间敏感网络 (Time-SensitiveNetworking,TSN)有了新进展,在有关协议一章里包括了对此的讨论。除此之外,安全部分的内容得到了显著扩展。最后,但也是至关重要的,我们用最新的进展和观点更新了所有章节。正如第 1版时,如果没有那些逐步将汽车以太网变成现实的同事们的支持,这一版本也是不可能完成的。对于本次的再版,我们将特别向这些额外的人员致谢(以字母顺序):卡尔·百威,宝马,他有幸 (或不幸)恰好在校对 PHY的部分时开始在宝马工作。●●●●● 汽车以太网 (原书第 2版)Ⅵ托马斯·霍根穆勒,博世 (BOSCH),他并未直接参与本书,但他敢于并成功地推动了 BroadR-Reach在 IEEE的标准化,如果没有他,编写第 2版的主要理由也就不存在了。托马斯·林德纳,宝马,他剖析了 BroadR-Reach/100BASE-T1技术并对100BASE-T1的描述提出了重要的见解 读者将从他的审核中获益良多。布雷特·麦克莱伦,Marvell,他解答了诸多有关 1000BASE-T1规范的问题并帮助我们理解该技术。穆罕默德·塔泽贝,Broadcom,他是 BroadR-Reach/100BASET1和 1000BASE-T1的关键设计者,不仅提供了汽车以太网得以实现的基础,且解答了我们的诸多问题。迈克尔·泽伊汉撒克,伊莱比特公司 (Elektrobit),他的见解有助于说明安全性部分。赫尔吉·津纳,大陆公司 (Continental),他坚持不懈地反向阅读了本书。如果没有他,本书不可能变得那么连贯和准确。最后,且重要的是,我们将感谢宝马公司对我们在本书上所做工作的支持并给我们提供了有所作为的机会。

商品参数
基本信息
出版社 机械工业出版社
ISBN 9787111611288
条码 9787111611288
编者 [德]克尔斯滕·马特乌斯(Kirsten Matheus)托马斯·柯尼希斯埃德
译者 李巍,周轩羽
出版年月 2018-09-01 00:00:00.0
开本 16开
装帧 精装
页数 241
字数 350
版次 1
印次
纸张
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