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| 內容簡介： |
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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。
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| 關於作者： |
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，本书第一作者。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 （ＴｈｏｍａｓＫｎｉｇｓｅｄｅｒ）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。
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| 目錄：
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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） !!!!!!! １
１１ 话说从头 !!!!!!!!!!! １
１２ 以太网的含义 !!!!!!!!! ４
１２１ ＩＥＥＥ以太网 !!!!!!!! ４
１２２ 工业自动化以太网 !!!!! ７
１２３ 航空以太网 !!!!!!!! １０
１２４ 电信以太网 !!!!!!!! １２
１２５ 汽车以太网 !!!!!!!! １５
１３ 市场对比 !!!!!!!!!!! １６
备注 !!!!!!!!!!!!!!! １９
参考文献 !!!!!!!!!!!!! ２１
第 ２章 车载网简史 !!!!!!!! ２８
２１ 车载网的作用 !!!!!!!!! ２８
２２ 传统的车载网 !!!!!!!!! ３０
２２１ 早期的车载网 !!!!!!! ３１
２２２ 控制器局域网络 （ＣＡＮ） !! ３２
２２３ 局域互联网络 （ＬＩＮ） !!! ３６
２２４ 面向媒体的系统传输
（ＭＯＳＴ） !!!!!!!!! ３９
２２５ ＦｌｅｘＲａｙ!!!!!!!!!! ４２
２２６ 像素链接 !!!!!!!!! ４６
２２７ 消费链接 !!!!!!!!! ４８
２２８ 趋势和结局 !!!!!!!! ４９
２３ 车载网的责任 !!!!!!!!! ５１
２３１ 汽车制造商与供应商之间
关系的作用 !!!!!!!! ５２
２３２ 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!!!!!! ６４
３１ 第一个用例：编程和软件更新 !! ６４
３１１ 架构的挑战 !!!!!!!! ６４
３１２ 潜在汽车接口技术 !!!!! ６５
３１３ 解决方案：１００ＢＡＳＥ－ＴＸ
以太网 !!!!!!!!!! ６７
３２ 第二个用例：“私有”应用连接 ! ７１
３３ 突破：车用 ＵＴＳＰ以太网 !!!! ７２
３４ 宝马内部接受 ＵＴＳＰ以太网 !!! ７４
３４１ 终将是另一个车载网技术 !! ７４
３４２ 适当的试验应用 !!!!!! ７５
３４３ 汽车以太网在宝马的未来 !! ７７
３５ 一项新技术的产业框架 !!!!! ７８
３５１ 从专有解决方案到公开的
标准 !!!!!!!!!!! ７９
３５２ 在 ＩＥＥＥ塑造未来 !!!!! ８１
３５３ 支持的架构和组织 !!!!! ８２
３６ 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 !! ９４
４１ 电磁兼容性 （ＥＭＣ） !!!!!! ９４
４１１ 电磁干扰的耦合机制 !!!! ９５
４１２ ＥＭＣ标准 !!!!!!!!! ９７
４１３ ＥＭＣ测试 !!!!!!!!! ９８
４１４ 静电放电 （ＥＳＤ）!!!!! １０３
４２ 汽车通信信道 !!!!!!!! １０５
４２１ 信道框架 !!!!!!!! １０５
４２２ 信道参数 !!!!!!!! １０７
目 录 ●●●●●
４２３ １００ＢＡＳＥ－Ｔ１／ＯＡＢＲ信道 ! １０８
４２４ １０００ＢＡＳＥ－Ｔ１／ＲＴＰＧＥ
信道 !!!!!!!!!! １１０
４３ 物理层技术 （ＰＨＹ） !!!!! １１１
４３１ １００Ｍｂｉｔ／ｓ以太网 !!!!! １１２
４３２ １Ｇｂｉｔ／ｓ以太网 !!!!!! １３７
４３３ 其他数据速率 !!!!!! １４６
４４ 汽车以太网及其供电 !!!!! １４９
４４１ 供电网络的组成 !!!!! １４９
４４２ 供电和通信网络的内在
联系 !!!!!!!!!! １５１
４４３ ＰｏＤＬ !!!!!!!!!! １５２
４４４ 使用供电网络通信 !!!! １５３
４４５ 高效节能以太网 !!!!! １５４
４４６ 唤醒 !!!!!!!!!! １５５
４５ 质量保证 !!!!!!!!!! １５７
４５１ 汽车半导体质量标准 !!! １５８
４５２ 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 !!! １７２
５１ 服务质量、音视频桥和时间敏感
网络 !!!!!!!!!!!! １７２
５１１ ＡＶＢ引入以太网 !!!!! １７３
５１２ 音视频桥 （ＡＶＢ）应用
实例 !!!!!!!!!! １７４
５１３ ＡＶＢ协议及其车载应用 !! １７８
５１４ 时间敏感网络中的功能安全
相关控制信息 !!!!!! １８８
５２ 网络安全和虚拟 ＬＡＮ !!!!! １９０
５２１ 汽车的网络安全 !!!!! １９１
５２２ 以太网相关网络安全 !!! １９４
５３ 因特网协议 !!!!!!!!! １９７
５３１ 静态地址和动态地址 !!! １９８
５３２ ＩＰｖ４ｖｓＩＰｖ６ !!!!!!! ２００
５４ 中间件与 ＳＯＭＥ／ＩＰ !!!!!! ２００
５４１ “中间件”的定义 !!!! ２００
５４２ “中间件”的历史 !!!! ２００
５４３ ＳＯＭＥ／ＩＰ的特点 !!!!! ２０１
５４４ 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 !!!!!!!!!!! ２１７
６１ 系统开发过程概要 !!!!!! ２１７
６２ 软件设计 !!!!!!!!!! ２２０
６３ 网络架构 !!!!!!!!!! ２２０
６３１ ＥＥ架构解析
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| 內容試閱：
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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，宝马也正在筹备第一届 “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 （Ｆａｓｔ
ＥｔｈｅｒｎｅｔｆｏｒＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ，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 ＩＥＥＥ８０２３ｂｗ或 １００ＢＡＳＥ－Ｔ１。就在交付本书第 １版的手稿后 ３个
星期，在 ＩＥＥＥ８０２３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 ＩＥＥＥ８０２３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。
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