EthernetAVB

<TBD> ....
=============

현재 차량 제조사들은 자율주행차를 만들고 있음.

자율주행차에는 각종 차량제어 컨트롤러와 각종 센서들이 있는데 이런 컨트롤/센서 신호들이 실시간으로 지연없이 전달되어야 한다.

차량용 Network표준중에 하나인 CAN이나 FlexRay등이 실시간으로 각종 신호를 전달해주는 역활을 잘 하고 있었지만, 최근 차량에서 Infotainment를 즐길 수 있는 환경이 되었는데 CAN이나 FlexRay로는 고품질 멀티미디어를 전송하기 위한 충분한 대역폭을 제공해줄 수 없다.

먼저 이를 해결하기 위해서 일반 PC에 사용되는 Ethernet을 차량 Network에 적용해 보는 연구를 시작하기 시작하였다.

PC에서 Ethernet을 차량 Network으로 단순 적용하였을 때는 Ethernet 특성상 멀티미디어 전송하기 위한 아주 충분한 대역폭을 제공해줄 수 있었지만, 비주기적으로 차량을 제어하는 신호나 센서로부터 주기적으로 전송되는 신호를 Real Time으로 전송할 수 없었다

Ethernet Switch는 기본적으로 Best-Effort 방식으로 패킷을 전달하기 때문에 패킷 손실이 발생할 수 있다.
TOS(Type Of Service)으로 패킷 전송 우선 순위가 있긴 하지만 패킷의 실시간 전송을 보장해줄 수 없다.

이러한 Ethenet의 태성적 제약사항으로 인하여 RealTime OS처럼 RealTime Ethernet 표준을 만든 것이 EthernetAVB이다.

EthernetAVB는 크게 아래 4가지 표준으로 구성되어 있다.

IEEE 802.1AS
IEEE 802.1BA
IEEE 802.1Qat
IEEE 802.1Qav

글쓴이도 위 4개 표준을 다 이해한 것은 아니지만, 대략 알고 있는 내용에 대해서 간단히 서술하겠다. 뜬구름 잡는 이야기일 수도 있겠지만 가능한 쉽게 설명해보겠다.

IEEE 802.1AS

RealTime Ethernet을 지향하고 있으니 당연히 차량내 각 Unit간의 시간 동기화가 매우 중요하다. 차량내 Master Clock이 있고 나머지 Unit들이 Master Clock에 동기화하게 되는데 이때 IEEE1588 Precisision Time Protocol(PTP)가 사용된다.

IEEE 802.1Qat

EthernetAVB 네트워크상에 Non-AVB 유닛도 있을 수 있고 AVB 유닛도 있을 수 있다. 그리고 AVB 유닛이 전송하는 패킷에는 아주 엄격한 실시간으로전달되어야 패킷도 있고 어느정도 전송오차가 허용되는 패킷이 있을 수 있다. 이러한 패킷들의 CLASS를 IEEE 801.Qat에서 정의한다. 보통 이 표준을 Stream Reservation Protocol(SRP)라고 불린다.

SRP에서는 최우선으로 전송되는 패킷을 SR CLASS A로 명명되고 이 CLASS로 전송되는 데이터는 차량제어신호나 차량센서신호들이 사용된다. 그 다음 우선 순의 패킷이 전송되는 CLASS로 SR CLASS B가 정의된다. 이 클래스는 RAW Video/Audio 전송시 립싱크등을 맞추기위해서 사용된다. 그 외 CLASS Best-Effort으로 전송되는데 이 중에서도 Priority가 정의된다. Best-Effort으로 전송되는 데이타는 네비 테이타라든지 차량 진단 정보등이 있다.

IEEE 802.1Qav

차량내 각 유닛이 IEEE 802.1Qat에서 정의된 CLASS 패킷들이 전송되었을때 EthernetAVB Switch는 각 패킷의 CLASS정보와 우선순위를 보고 Forwarding한다.

IEEE 1588 Precision Time Protocol

References

Standards

IEEE 802.1 BA
IEEE 802.1 AS
IEEE 802.1 Qat
IEEE 802.1 Qav

IEEE 1722 EthernetAVB 전송 Frame 패킷 설명
IEEE 1722.1 AVB Control Protocol(AVDECC)
IEEE 1733 RTCP for RTP streaming over LANs supporting AVB

IEEE 1588 Precision Time Protocol

freehuni's home

이 블로그 검색