【习题】6-1 车载以太网认知（教师版）

《汽车网络及总线技术》习题（教师版）项目六车载其他网络系统认知任务一车载以太网认知一、填空题（4分/题，共36分）1.车载以太网，指的是通过以太网技术和汽车内部电子单元互联互通。2.我们最常见的以太网技术主要以四对非屏蔽双绞线电缆为主，而车载以太网技术在传输数据时只需要通过单对非屏蔽双绞线就能够实现每秒100兆比特更有甚者达到了每秒1吉比特的速率。3.以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网、快速以太网和10G以太网等。4.以太网采用的是CSMA/CD访问控制法，符合IEEE802.3标准。5.车载以太网的发展演进可以从三个阶段描述：子系统→架构系统→域网络系统的过程。6.预计以太网将成为车载网络“龙头”，这是由以太网的开放性、可扩展性、廉价性所决定的。7.相较于传统车载网络，以太网的架构是灵活性极高的星形连接。8.车载以太网用于连接汽车内不同电气设备的一种网络，来满足车载环境，基于TCP/PI网络模型生成的分层。9.关于PHY的功能主要有：诊断以太网工作、数据编码并转化二进制模拟信号、传送冲突检测。二、单选题（4分/题，共20分）1.车载以太网帧本质上是一种数据帧，就是\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"数据链路层的数据包，它包括三部分：帧头，\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"数据部分，其中包含一些必要控制信息的是（B）。A.帧头和\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"数据部分B.帧头和帧尾C.\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"数据部分D.帧尾和\t"/item/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%B8%A7/_blank"数据部分2.MII共使用16根线，其中CRS与COL只有在半双工模式有效，而车载以太网固定工作在双全工模式下，应用在汽车环境中需要（B）。A.8根线B.14根线C.16根线D.18根线3.MII是IEEE-802.3定义的以太网行业标准，MII接口提供了MAC与PHY之间、PHY与STA(StationManagement)之间的互联技术，该接口支持10Mb/s与100Mb/s的数据传输速率，数据传输的位宽为(B)。A.2位B.4位C.6位D.8位4.标准的以太网数据传输速率为(A)。A.10Mbit/sB.100Mbit/sC.1Gbit/sD.10Gbit/s5.快速以太网数据传输速率为(B)。A.10Mbit/sB.100Mbit/sC.1Gbit/sD.10Gbit/s三、判断题（4分/题，共24分）1.目前在汽车上使用的是数据传输速率为10Mbit/s的IEEE802.3u标准。（×）2.在车载以太网发展的第三阶段，将几个子系统功能整合，形成一个拥有功能集合的小系统，如图给出的第二阶段的车载以太网，将多媒体，驾驶辅助和诊断界面结合在一起，融合了传感器、全景摄像头及雷达等多种数据。（×）3.车载以太网技术现已被数据中心联盟标准化，加大以太网在车载网络中的应用。（√）4.在车载子系统数量的不断增多下，各子系统更加注重数据信息的共享。（√）5.以太网的架构以星型拓扑结构组网，其中任何两个站点要进行通信都不需要经过中央结点控制。（×）6.PHY可以检测到网络上是否有数据在传送，如果有数据在传送中就等待，一旦检测到网络空闲，再等待一个随机时间后将送数据出去。（√）四、简答题（4分/题，共20分）1.您知道车载以太网的灵活开放性主要体现在哪些方面吗？请说一说您的理解。参考答案：（1）它是一种以中央节点为中心，把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央结点执行集中式通信控制策略；（2）它是以星型拓扑结构组网，其中任何两个站点要进行通信都要经过中央结点控制；（3）它是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。2.请根据您对车载以太网的认知，简述车载以太网的组成主要特点有哪些。参考答案：（1）车载以太网主要由MAC（介质访问控制）、PHY（物理接口收发器）以及接口MII，SMI组成，电缆线束100BASE-T1组成。（2）车载以太网固定为全双工通信方式，出于对汽车启动时间的考虑而没有引入自动协商机制。（3）此外车载以太网是通过单对非屏蔽或屏蔽电缆连接，与之对应的100M的MDI接口为100Base-T1，以此满足EMC要求。（4）车载以太网主要工作在理想网络OSI分层的最后两层：物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口，物理层的芯片称之为PHY；其数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能，数据链路层的芯片称之为MAC控制器。3.在车载以太网的应用中，您知道车载以太网可扩展性强的特点主要体现在哪些方面吗？参考答案：在ADAS（高级驾驶辅助系统）越来越繁复的情况下，汽车行业对一种简单且标准的技术方法显得无比迫切，随着各子系统之间逐步隔离，将车载系统作为一个网络系统来满足重用性与互操作性的要求。以太网刚好能够实现上述需求，所以主干网络选用以太网再合适不过了，在各领域中都能得到较好的应用，尤其适用对带宽需求庞大的领域。以太网是一种扩展性能好的带宽，可对信息进行远程处理，使得以IP协议为基础的终端应用程序和车载网络的接口顺利过渡，使得车辆与外界终端的交流互动次数越来越多、越来越顺畅，比如我国最近几年发展起来的以英特尔为基础的汽车应用、V2V（车辆之间以无线连接为基础的数据传输）等。4.请根据下图PHY的内部回环、外部回环、远程回环图，简述三种PHY通过自发自收数据诊断的回环模式。PHY内部回环外部回环PHY远程回环参考答案：①内部回环：在内部回环模式，PCS内存接收模块直接从PCS内存发送模块获得数据，如图所示。此操作允许MAC将MII发送的数据包与从MII接收的数据包进行比较，因此，验证100Base-T1PCS的状态。②外部回环：在外部回环模式下，PMA接收模块直接从PMA发送模块接收信号，如图所示。这种外部回环测试允许MAC将MII发送的数据包与MII接收的数据包进行比较，因此，验证100Base-T1PCS和PMA的状态。③远程回环：在远程回环模式下，MDI上链接伙伴接收的数据包通过PMA接收和PCS接收模块传送到PCS发送模块，后者又将其发送回链接伙伴。PCS接收数据可在MII上获得。远程回环允许MAC将发送到MDI的数据包与从MDI接收回的数据包进行比较，从而验证物理信道的状态，包括100Base-T1PHY。5.您对车载以太网的发展阶段了解吗？请说说您对车载以太网发展第二阶段的认