1 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)在汽車應(yīng)用中的作用

現(xiàn)代車輛使用多種需要精確同步的各種傳感器，而所需的同步精度取決于具體應(yīng)用

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是使用電機(jī)自動(dòng)打開后備箱。為確保后備箱平穩(wěn)打開，左右電機(jī)需要同時(shí)運(yùn)行。電機(jī)可由脈寬調(diào)制 (PWM) 信號(hào)控制，因此通過同步的 PWM 輸入信號(hào)，兩個(gè)電機(jī)可以同時(shí)運(yùn)行。IEEE 802.1AS 的作用是幫助生成同步的 PWM 波形。此應(yīng)用對(duì)同步精度的要求可達(dá)毫秒級(jí)。

汽車音頻系統(tǒng)是另外一個(gè)需要時(shí)間同步的良好應(yīng)用示例。為了獲得高品質(zhì)的空間音頻體驗(yàn)，前后多個(gè)揚(yáng)聲器的音頻播放需要完全同步。這可以通過同步音頻播放的 ECU 和負(fù)責(zé)生成所播放音頻流的中央信號(hào)處理/混頻器來實(shí)現(xiàn)。IEEE 802.1AS 可用于實(shí)現(xiàn)前后放大器和中央信號(hào)處理器之間的時(shí)間同步，并對(duì)不同的路徑延遲進(jìn)行補(bǔ)償。信號(hào)處理器在傳輸音頻包的同時(shí)會(huì)嵌入播放時(shí)間，也就是需要在音頻放大器上播放音頻包的時(shí)間。盡管存在不同的路徑延遲，音頻放大器仍能在相同的同步時(shí)間播放音頻數(shù)據(jù)包。此應(yīng)用對(duì)同步精度的要求通常為微秒級(jí)。

ADAS 傳感器同步是精確時(shí)間同步的另一個(gè)重要應(yīng)用。雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器分布在汽車上的不同位置，用于感知環(huán)境的各種變化（如障礙物、附近物體的速度等）。這些傳感器掃描的信息將提供給 ADAS，幫助系統(tǒng)獲取車輛周圍 360° 的全面視圖。來自這些傳感器的數(shù)據(jù)同步程度越高，ADAS 計(jì)算單元能越準(zhǔn)確地檢測(cè)和處理實(shí)際障礙物。為了讓雷達(dá)同步工作，每個(gè)雷達(dá)傳感器必須在同一時(shí)間（納秒級(jí)精度）啟動(dòng)環(huán)境掃描（發(fā)射“啁啾”信號(hào)）。時(shí)序不匹配可能會(huì)導(dǎo)致最終圖像模糊。每個(gè)雷達(dá)傳感器可以接收每秒一次的同步脈沖 (PPS) 參考輸入信號(hào)，來確保它們同時(shí)發(fā)射“啁啾”信號(hào)。IEEE 802.1AS 的作用是幫助生成同步 PPS 信號(hào)。

無論應(yīng)用是需要生成波形還是通過時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間戳，所有節(jié)點(diǎn)都必須基于同步參考時(shí)鐘運(yùn)行。IEEE 802.1AS 定義了實(shí)現(xiàn)同步參考時(shí)鐘的程序和協(xié)議。然而，時(shí)間同步的精度取決于實(shí)施 802.1AS 的硬件架構(gòu)。以下各節(jié)概述 IEEE 802.1AS 程序以及 TI 以太網(wǎng) PHY 用于實(shí)現(xiàn)精確時(shí)間同步的一些架構(gòu)選擇。