车载以太网10BASE-T1s升级，Tbps即将实现

现代汽车内部传输的海量数据，早已超出传统 CAN 总线的承载能力。车载以太网正成为处理器与内存之间数据交互的主流方案。

车载以太网优势明显：速度更快、线缆更轻，在复杂环境下经过充分验证，且已是成熟标准，支持多种速率等级。其中 10 Mbps 的 10BASE-T1S，最有望替代 CAN 总线。

新思科技（Synopsys）以太网 IP 产品总监 Jon Ames 表示：“目前车载以太网的大量应用集中在低速场景，10BASE-T1S 正好切入原本 CAN 总线的领域。很多车载技术向多 Gbps 演进，但最活跃的还是边缘低速部分。区域控制器通过单对双绞线连接多个终端设备，数据流量并不大，核心是简化线束、支持多点总线，再通过交换机接入车内网络，实现中央控制器对边缘区域的管控。”

部分车企会在部分场景使用 10BASE-T1S，同时在低成本区域保留 CAN 或 LIN。是德科技（Keysight）SDV 方案经理 Seung-Taek Chang 指出：“将 10BASE-T1S 等以太网方案与现有标准融合，技术上可行，但复杂度较高。”

车载以太网当前面临的挑战

• EMC/EMI 兼容性：在强干扰车载环境中保证信号完整性，尤其是高速链路。

• 模式转换与串扰：控制连接器、PCB、线缆中的差分 / 共模信号转换。

• 多 Gbps 一致性测试：需要高端示波器与矢量网络分析仪测量抖动、边沿速率、眼图。

• 互操作性：保证以太网、CAN、LIN、SerDes 混合网络无缝运行。

• 安全性：通过认证、加密、入侵检测保护车载以太网。

软件定义汽车与 10 Gbps 时代

并非所有车载域都需要高速，但未来搭载完整娱乐系统的车型将需要 Gbps 级速率；

配备 6G 的完全自动驾驶、软件定义汽车（SDV），带宽需求甚至会达到太比特（Tbps）级别。

英飞凌（Infineon）以太网解决方案高级副总裁 Mike Yeager 表示：“车企想要 SDV，是因为它能实现单一平台兼容所有车型。更重要的是，它能减少线束、降低车重，让统一平台具备经济可行性。汽车架构出现三大根本性转变：安全计算、高速车载网络（车载以太网）、智能配电。”

目前 SDV 占全球汽车销量约 5%，预计 2030 年将达到 50%。

“车载 10 Gbps 以太网具有变革性。15 米线缆即可实现双向传输，让全球车载网络扩展成为可能。”

25 Gbps 与更高速率

25 Gbps 目前不如 10 Mbps 的 10BASE-T1S 普及，但未来几年将会明显增长。

新思科技 Ames 认为，视频需求是核心驱动力：单路无压缩摄像头就可达数 Gbps，多摄像头系统会轻松达到数十至数百 Gbps。

IEEE 802.3cy 已定义车载 25 Gbps PHY，更高速度则用于摄像头、传感器、视频、显示的聚合传输。

楷登电子（Cadence）IP 市场总监 William Chen 表示：“车载以太网正借鉴企业以太网特性（如 MACsec、TSN），向 25～100 Gbps PHY 扩展，并与 PCIe 共同支撑骨干网络。”

高速车载以太网也是实现 L4/L5 级完全自动驾驶的关键。

光以太网

光以太网在车载场景相比铜线优势显著：

• 更高带宽、更轻重量

• 完全抗电磁干扰（EMI）

• 热效率更高、传输距离更远

光链路可支持 25 Gbps 及以上，非常适合 ADAS、信息娱乐、传感器融合。

但老旧车型难以改造，光以太网主要面向采用区域架构、中央计算的新一代车型。

未来高度自动驾驶汽车因海量传感器融合与 V2X 交互，可能需要 100 Gbps 以上速率，且大概率以光链路实现。

SerDes 与非对称以太网

CAN、LIN 虽会被以太网逐步替代，但 SerDes 仍不可或缺，负责串并转换。

• SerDes 擅长局域、点到点高带宽连接。

• 车载以太网则面向车载骨干网，适应严苛环境、轻量化、中等距离（<20 米）、高确定性。

新兴标准如 ASA Motion Link 2.0 引入非对称以太网，模糊了与 SerDes 的界限。

例如下行 10 Gbps、上行仅 100 Mbps，可显著降低功耗、成本与芯片面积，非常适合摄像头、显示屏等单向流量为主的设备。

与数据中心的异同

车载网络高速化后，汽车越来越像 “车轮上的数据中心”。

汽车与数据中心技术正在相互融合，尤其是单对以太网（SPE）与 SerDes 设计。

随着自动驾驶算力需求提升，汽车也将开始采用 Chiplet 小芯片与 UCIe 接口。

但两者仍有明显区别：

• 数据中心已规模商用 100G～1.6T 以太网，追求极低误码率、高冗余。

• 车载则强调严苛环境可靠性，遵循 ASIL、ISO 等车规标准。

太比特车载以太网的障碍

数据中心已实现 Tbps 速率，但车载落地仍有障碍：

• 当前车辆不需要如此高带宽

• 功耗、成本、散热限制巨大

• 需要彻底重构软硬件架构、PHY 设计、电磁兼容与热管理

一旦实现，太比特以太网将支撑大规模实时传感器融合，成为 SDV 持续进化的骨干网络。

无线技术入局

Wi-Fi 7/8 也将在车内扮演更重要角色，不仅用于娱乐，未来甚至可进入安全关键场景，进一步减少车内线束。

线束减少不仅降低成本，还能提升碰撞安全性，降低起火风险。

总结

车载以太网在多数场景下优势显著超过 CAN，正逐步成为主流。

它是区域架构的骨干，也是今天软件定义汽车得以实现的基础。

AI 无处不在的趋势，正推动车载系统高速互联协议（PCIe、UCIe、Ethernet）快速演进，与数据中心发展路径高度趋同。