车载Ethernet AVB节点设计与实现

发布时间：2017-11-11 21:18

  本文关键词：车载Ethernet AVB节点设计与实现

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【摘要】：随着智能移动设备与车辆互联、无人驾驶以及智能交通等技术越来越流行，高级驾驶辅助系统(ADAS)、智能视觉安全应用，及信息娱乐设备的新型信息平台主导了新一代汽车电子的发展趋势。由于高清摄像头和多媒体娱乐等设备的大量应用，不断增加的数据传输和数据交换对传统的车载网络带宽提出了新的挑战。 车载时间敏感网络（Time-Sensitive Networking, TSN）是介于时间触发的实时网络和异步数据的以太网之间的网络，在新兴各种驾驶辅助系统和车载多媒体等方面有广泛的应用。车载时间敏感网络主要应用音视频桥接网络技术（Ethernet AVB）针对音视频或多媒体等方面应用的一类网络，因为音频和视频数据量比较大，但它又不同于一些控制信息对实时性有非常高的要求。EthernetAVB具有带宽高，扩展性强，成本低等优点，2012年11月IEEE成立了“时间敏感网络工作组”，其前身就是音频视频桥接（AVB）工作组，所以EthernetAVB技术是车载时间敏感网络的主要内容和关键技术。 Ethernet AVB技术是在传统以太网络的基础上，使用精准时钟同步，通过保障带宽来限制传输延迟，提供高级别服务质量以支持各种基于音视频的媒体应用。AVB技术以IEEE1588同步协议和Zeroconf零配置协议为基础，可以将音视频流数据和传统以太网控制信号一起进行传输。 Ethernet AVB网络包括AVB终端节点和AVB网桥，各个AVB系统通过网桥桥接在一起，组成AVB网络。网络内各个节点都必须支持AVB协议族。为了实现同时传输音视频流数据和传统以太网数据，，EthernetAVB技术融合了高层的通信解决方案，主要包括：IEEE802.1AS精准时钟定时和同步（Precision Time Protocol, PTP）、IEEE802.1Qat流预留协议(Stream Reservation Protocol, SRP)和IEEE802.1Qav：队列及转发协议(Queuing and Forwarding Protocol, Qav)，以及其他相应协议。 本文首先将充分的调查和研究车载以太网的理论和发展情况，以及车载以太网的技术背景和意义。重点说明分析EthernetAVB技术协议栈的主要原理，并对网络运行过程中的技术特点和性能进行归纳总结。横向比对车载网络的各项技术规范，结合具体的车载应用，分析其适用情况和研发热点。随后设计了Ethernet AVB的解决方案，搭建了Ethernet AVB的硬件开发环境，选择Freescale i.MX6Q为节点开发硬件，分析协议栈软件实现的关键技术，并完成对Ethernet AVB协议栈的代码修改，编译能够实现AVB协议的内核补丁，并用LTIB编译生成内核，完成对Ethernet AVB节点的搭建。最后，通过实验设计实现Ethernet AVB节点IEEE802.1AS定时和同步和IEEE802.1Qat流预留的功能。并且分析EthernetAVB技术面临的问题和挑战，并展望总结进一步的研究方向。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.6;TP393.11

【参考文献】

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本文编号：1172916