【習(xí)題】6-1 車載以太網(wǎng)認(rèn)知（教師版）

《汽車網(wǎng)絡(luò)及總線技術(shù)》習(xí)題（教師版）項(xiàng)目六車載其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)認(rèn)知任務(wù)一車載以太網(wǎng)認(rèn)知一、填空題（4分/題，共36分）1.車載以太網(wǎng)，指的是通過以太網(wǎng)技術(shù)和汽車內(nèi)部電子單元互聯(lián)互通。2.我們最常見的以太網(wǎng)技術(shù)主要以四對(duì)非屏蔽雙絞線電纜為主，而車載以太網(wǎng)技術(shù)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)只需要通過單對(duì)非屏蔽雙絞線就能夠?qū)崿F(xiàn)每秒100兆比特更有甚者達(dá)到了每秒1吉比特的速率。3.以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)，包括標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和10G以太網(wǎng)等。4.以太網(wǎng)采用的是CSMA/CD訪問控制法，符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。5.車載以太網(wǎng)的發(fā)展演進(jìn)可以從三個(gè)階段描述：子系統(tǒng)→架構(gòu)系統(tǒng)→域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的過程。6.預(yù)計(jì)以太網(wǎng)將成為車載網(wǎng)絡(luò)“龍頭”，這是由以太網(wǎng)的開放性、可擴(kuò)展性、廉價(jià)性所決定的。7.相較于傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)的架構(gòu)是靈活性極高的星形連接。8.車載以太網(wǎng)用于連接汽車內(nèi)不同電氣設(shè)備的一種網(wǎng)絡(luò)，來滿足車載環(huán)境，基于TCP/PI網(wǎng)絡(luò)模型生成的分層。9.關(guān)于PHY的功能主要有：診斷以太網(wǎng)工作、數(shù)據(jù)編碼并轉(zhuǎn)化二進(jìn)制模擬信號(hào)、傳送沖突檢測。二、單選題（4分/題，共20分）1.車載以太網(wǎng)幀本質(zhì)上是一種數(shù)據(jù)幀，就是\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)包，它包括三部分：幀頭，\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"數(shù)據(jù)部分，其中包含一些必要控制信息的是（B）。A.幀頭和\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"數(shù)據(jù)部分B.幀頭和幀尾C.\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"數(shù)據(jù)部分D.幀尾和\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"數(shù)據(jù)部分2.MII共使用16根線，其中CRS與COL只有在半雙工模式有效，而車載以太網(wǎng)固定工作在雙全工模式下，應(yīng)用在汽車環(huán)境中需要（B）。A.8根線B.14根線C.16根線D.18根線3.MII是IEEE-802.3定義的以太網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，MII接口提供了MAC與PHY之間、PHY與STA(StationManagement)之間的互聯(lián)技術(shù)，該接口支持10Mb/s與100Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈粚挒?B)。A.2位B.4位C.6位D.8位4.標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率為(A)。A.10Mbit/sB.100Mbit/sC.1Gbit/sD.10Gbit/s5.快速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率為(B)。A.10Mbit/sB.100Mbit/sC.1Gbit/sD.10Gbit/s三、判斷題（4分/題，共24分）1.目前在汽車上使用的是數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s的IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)。（×）2.在車載以太網(wǎng)發(fā)展的第三階段，將幾個(gè)子系統(tǒng)功能整合，形成一個(gè)擁有功能集合的小系統(tǒng)，如圖給出的第二階段的車載以太網(wǎng)，將多媒體，駕駛輔助和診斷界面結(jié)合在一起，融合了傳感器、全景攝像頭及雷達(dá)等多種數(shù)據(jù)。（×）3.車載以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已被數(shù)據(jù)中心聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化，加大以太網(wǎng)在車載網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。（√）4.在車載子系統(tǒng)數(shù)量的不斷增多下，各子系統(tǒng)更加注重?cái)?shù)據(jù)信息的共享。（√）5.以太網(wǎng)的架構(gòu)以星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)，其中任何兩個(gè)站點(diǎn)要進(jìn)行通信都不需要經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)控制。（×）6.PHY可以檢測到網(wǎng)絡(luò)上是否有數(shù)據(jù)在傳送，如果有數(shù)據(jù)在傳送中就等待，一旦檢測到網(wǎng)絡(luò)空閑，再等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間后將送數(shù)據(jù)出去。（√）四、簡答題（4分/題，共20分）1.您知道車載以太網(wǎng)的靈活開放性主要體現(xiàn)在哪些方面嗎？請說一說您的理解。參考答案：（1）它是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，各結(jié)點(diǎn)與中央結(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)與點(diǎn)方式連接，中央結(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制策略；（2）它是以星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)，其中任何兩個(gè)站點(diǎn)要進(jìn)行通信都要經(jīng)過中央結(jié)點(diǎn)控制；（3）它是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)（LAN）中采用的電纜類型和信號(hào)處理方法。直擴(kuò)的無線以太網(wǎng)可達(dá)11Mbps，許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開放性最好。2.請根據(jù)您對(duì)車載以太網(wǎng)的認(rèn)知，簡述車載以太網(wǎng)的組成主要特點(diǎn)有哪些。參考答案：（1）車載以太網(wǎng)主要由MAC（介質(zhì)訪問控制）、PHY（物理接口收發(fā)器）以及接口MII，SMI組成，電纜線束100BASE-T1組成。（2）車載以太網(wǎng)固定為全雙工通信方式，出于對(duì)汽車啟動(dòng)時(shí)間的考慮而沒有引入自動(dòng)協(xié)商機(jī)制。（3）此外車載以太網(wǎng)是通過單對(duì)非屏蔽或屏蔽電纜連接，與之對(duì)應(yīng)的100M的MDI接口為100Base-T1，以此滿足EMC要求。（4）車載以太網(wǎng)主要工作在理想網(wǎng)絡(luò)OSI分層的最后兩層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。物理層定義了數(shù)據(jù)傳送與接收所需要的電與光信號(hào)、線路狀態(tài)、時(shí)鐘基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼和電路等，并向數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)接口，物理層的芯片稱之為PHY；其數(shù)據(jù)鏈路層則提供尋址機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)建、數(shù)據(jù)差錯(cuò)檢查、傳送控制、向網(wǎng)絡(luò)層提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口等功能，數(shù)據(jù)鏈路層的芯片稱之為MAC控制器。3.在車載以太網(wǎng)的應(yīng)用中，您知道車載以太網(wǎng)可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在哪些方面嗎？參考答案：在ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）越來越繁復(fù)的情況下，汽車行業(yè)對(duì)一種簡單且標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法顯得無比迫切，隨著各子系統(tǒng)之間逐步隔離，將車載系統(tǒng)作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來滿足重用性與互操作性的要求。以太網(wǎng)剛好能夠?qū)崿F(xiàn)上述需求，所以主干網(wǎng)絡(luò)選用以太網(wǎng)再合適不過了，在各領(lǐng)域中都能得到較好的應(yīng)用，尤其適用對(duì)帶寬需求龐大的領(lǐng)域。以太網(wǎng)是一種擴(kuò)展性能好的帶寬，可對(duì)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程處理，使得以IP協(xié)議為基礎(chǔ)的終端應(yīng)用程序和車載網(wǎng)絡(luò)的接口順利過渡，使得車輛與外界終端的交流互動(dòng)次數(shù)越來越多、越來越順暢，比如我國最近幾年發(fā)展起來的以英特爾為基礎(chǔ)的汽車應(yīng)用、V2V（車輛之間以無線連接為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸）等。4.請根據(jù)下圖PHY的內(nèi)部回環(huán)、外部回環(huán)、遠(yuǎn)程回環(huán)圖，簡述三種PHY通過自發(fā)自收數(shù)據(jù)診斷的回環(huán)模式。PHY內(nèi)部回環(huán)外部回環(huán)PHY遠(yuǎn)程回環(huán)參考答案：①內(nèi)部回環(huán)：在內(nèi)部回環(huán)模式，PCS內(nèi)存接收模塊直接從PCS內(nèi)存發(fā)送模塊獲得數(shù)據(jù)，如圖所示。此操作允許MAC將MII發(fā)送的數(shù)據(jù)包與從MII接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行比較，因此，驗(yàn)證100Base-T1PCS的狀態(tài)。②外部回環(huán)：在外部回環(huán)模式下，PMA接收模塊直接從PMA發(fā)送模塊接收信號(hào)，如圖所示。這種外部回環(huán)測試允許MAC將MII發(fā)送的數(shù)據(jù)包與MII接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行比較，因此，驗(yàn)證100Base-T1PCS和PMA的狀態(tài)。③遠(yuǎn)程回環(huán)：在遠(yuǎn)程回環(huán)模式下，MDI上鏈接伙伴接收的數(shù)據(jù)包通過PMA接收和PCS接收模塊傳送到PCS發(fā)送模塊，后者又將其發(fā)送回鏈接伙伴。PCS接收數(shù)據(jù)可在MII上獲得。遠(yuǎn)程回環(huán)允許MAC將發(fā)送到MDI的數(shù)據(jù)包與從MDI接收回的數(shù)據(jù)包進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證物理信道的狀態(tài)，包括100Base-T1PHY。5.您對(duì)車載以太網(wǎng)的發(fā)展階段了解嗎？請說說您對(duì)車載以太網(wǎng)發(fā)展第二階段的認(rèn)