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近年来“车联网”概念的热度一直都居高不下。说起车联网，当然就不得不提车载以太网以及车联网的核心组成部分之一---T-BOX！ 本文将会从车载以太网100BASE-T1说起，深入剖析车载以太网特点，并且详细介绍TI的明星产品DP83TC811S-Q1的优点以及在T-BOX的应用中的优势所在。 什么是车载以太网？---从100BASE-T1说起 以太网早已被广泛应用于商业和工业，但直到100BASE-T1的出现，它才被广泛应用于汽车应用。虽然有些车辆也有将传统的100BASE-TX应用在车辆诊断（OBD），但由于它需要两对双绞线，难以符合严格的汽车辐射排放标准，所以100BASE-TX一直无法在汽车生态系统中发展。而IEEE 802.3bw（又称为100BASE-T1）就是为了满足汽车系统需求而开发的，通过技术的改进，如加入迭代、编码以及扰乱机制等，使其电磁辐射性能有所改善、布线成本下降、占用空间减少，只需要采用单对非屏蔽的双绞线即可实现100Mbps的数据传输。通讯距离至少可达15m，并且符合CISPR 25 Class 5辐射排放标准，也符合其他的一些汽车排放标准，如Open Alliance。未来，100BASE-T1将会将车载生态系统标准化为网络体系结构，从而简化ECU整体的通讯体系，甚至有可能淘汰较老的或已经不太流行的协议，如FlexRay等。 为什么鱼与熊掌兼得？---剖析100BASE-T1 为什么100BASE-T1能满足汽车低电磁干扰的、低成本、低线缆重量以及高带宽等众多要求？这与100BASE-T1的以下几个特点密不可分： 采用了特殊的编码方式 100BASE-T1采用了独特的4-bit到3-bit (4B3B)、3-bit到2-ternary pair(3B2T) 和三电平脉冲幅度调制(PAM3)编码方案，从而实现较低的电磁干扰。在进入单对非屏蔽双绞线之前，100BASE-T1的PHY执行了所有必要的加扰和编码。100BASE-T1对MAC是透明的，现有的MII没有改变。目前有四种主要的xMlls 用于100BASE-T1：RGMII，MII、RMII、RGMII和SGMII。 如下图1所示，PHY接收到来自MAC的数据后，对数据进行编码、加扰和序列化。这些过程为PHY的模拟前端准备数据，然后PHY将这些数据通过单对非屏蔽双绞线传输到对应的链路伙伴。 图- 1 xMIIs 以下图2举例，说明从MII到MDI数据是如何转换的。 图- 2 从MII到MDI[10]的GPHY数据转换 - 4B Data：通过RGMII与MAC通讯的PHY接收到了4-bit，频率为25M。(25M*4=100Mbps)
- 3B Data：PHY将这4-bit转换成了3-bit，如果不能被3整除就添加补充位，频率增加为33.333M。(33.33M*3=100Mbps)
- 2T：根据表1中的对应关系，将3-bit 转换成2-ternary pair。比如010就转成-1 1。
表- 1 100BASE-T1 idle symbol mapping - PAM3：通过三电平脉冲幅度调制（PAM3）编码方案在MDI上传输，电平状态有三种：-1/0/1，基频变为66.66MHz。
我们可以对比一下，传统的100BASE-TX采用多级传输（MLT-3）以实现125MHz的数据传输。其使用的基频远高于100BASE-TX1（66.66MHz），所以需要专用的带屏蔽的双绞线去发送与接收。而100BASE-T1带宽为33.3MHz，接近100BASE-TX带宽的一半。这意味着可以使用成本较低的线缆，却能提供更好的辐射排放和免疫能力。这两点都是汽车应用的关键。 此外，采用这种数据转换方式也使得100BASE-T1的光谱效率有所提高，可以减少传输相同数量数据所需要的带宽。
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