基于AEK-COM-10BASET评估板的汽车以太网网关技术解析

STMicroelectronics AEK-COM-10BASET评估板是一款功能强大的工具，用于探索各种车辆网络架构。该板利用10BASE-T1S汽车以太网协议实施和其他车载传统汽车接口（CAN、CAN-FD和SPI）。该板将10BASE-T1S规格带来的创新与高性能双核SPC58EC80E5 Chorus系列微控制器相结合。STMicroelectronics AEK-COM-10BASET完全满足汽车行业新兴大趋势的要求，例如个性化、电气化、自主和完全连接性，它们正在将车载网络从基于域的解决方案转移到区域架构。

数据手册：*附件：STMicroelectronics AEK-COM-10BASET 评估板数据手册.pdf

10BASE-T1S汽车以太网通过连接传感器、车身和信息娱乐引擎控制单元 (ECU) 来增强车载网络 (IVN) 架构。该协议支持半双工和全双工通信，允许两个节点之间进行点对点直接连接，或在单个25m总线段上连接多达八个节点的多拓扑结构。10BASE-T1S通过一对电线和多点总线架构降低了整体系统成本。10BASE-T1S还提高了系统可扩展性，因为多个节点可以在同一总线线路上以高数据吞吐量运行。得益于多点拓扑结构，可以在区域架构中的单根电缆上实现多种应用，例如车门区、车窗升降器、后视镜控制、扬声器、锁定、超声波、环境光和指示灯。

STMicroelectronics AEK-COM-10BASET可用作互连不兼容通信系统的网关，即使区域元件无法通过以太网进行通信，车辆区域传感器/致动器也能接收10BASE-T1S协议格式的消息。该板设有PHY-MAC收发器（通过SPI与MCU通信）和纯PHY收发器（需要在MCU中运行以太网MAC）。该收发器仅支持半双工通信。两者均连接到MCU，其中一个使用MII端口，另一个使用SPI通道。嵌入式固件管理软件实现以太网MAC，并在FreeRTOS™操作系统下运行。

AEK-COM-10BASET非常灵活，支持与10BASE-T1S、CAN-FD和SPI进行多个网关数据包转换。该功能可限于网关用途，或扩展到解码执行命令，并通过可用端口将其转发到多个子板。例如，可通过CAN或SPI解码10BASE-T1S帧来控制包含电子保险丝的配电单元 (PDU) 子板。AEK-COM-10BASET设有OpenOCD调试器/编程器、MCU外设连接器、唤醒、复位按钮和反向电池保护电路，可提高安全性。

该板设有预加载演示示例，涉及两个10BASET1S通道和两个CAN通道之间的环回测试。消息通过CAN发送器端口（封装在10BASET1S中）发送，发送至另一个10BASET1S通道，最后解包到CAN接收端口。L5963 IC内置稳定的线性稳压器 (LDO) 提供MCU ADC参考电压。

特性

• 2个10BASE-T1S端口
  • 1个端口，带PHY-MAC收发器，从10BASE-T1S转换为SPI
  • 1个端口，带PHY收发器，从10BASE-T1S转换为媒体独立接口 (MII)
• MCU固件同时支持两个收发器，允许其并行工作
• 对于带PHY的收发器，在MCU固件内实现专用以太网MAC
• MCU固件在SPC58EC80E5上的FreeRTOS™实施下运行
• 符合标准协议的10BASE-T1S
  • 点对点直接连接或多达八个节点的多点拓扑结构
  • 通过一对电线传输的数据高达10Mbit/s
  • 物理层防撞 (PLCA)
  • 载波检测多个访问/碰撞检测 (CSMA/CD) 媒体访问控制
• 五个CAN-FD收发器（包括集成在SPSB0813 PMIC中的一个）
• 一个连接器，用于I^2^C/UART串行通信
• 唤醒和重置按钮
• 两个通用连接器（每个连接器八个引脚）
• 两个SPI端口
• 一个插头连接器，用于插入最终子板，即配电单元 (PDU)
• 反向电池保护专用电路

框图

基于AEK-COM-10BASET评估板的汽车以太网网关技术解析‌

‌一、产品定位与核心价值‌
STMicroelectronics推出的AEK-COM-10BASET评估板是面向新一代汽车电子架构的10BASE-T1S以太网协议开发平台。该板卡通过整合SPC58EC80E5QMC1Y多核MCU与双10BASE-T1S接口（PHY-MAC+PHY），支持车载网络从传统域架构向区域架构转型，满足电动化、智能化趋势下的高带宽、低延时通信需求。其核心价值在于：

• 实现10BASE-T1S与CAN-FD/SPI协议互转，解决异构网络兼容性问题
• 支持多节点拓扑（最多8节点/25米总线），降低线束复杂度与成本
• 预装FreeRTOS™固件，加速车载网关开发进程

‌二、关键技术创新‌

1. ‌10BASE-T1S双模接口设计‌
   • ‌PHY-MAC模式‌：通过SPI接口与MCU通信，内置协议转换功能
   • ‌PHY模式‌：依赖MCU软件实现MAC层，通过MII接口传输数据
   • 支持PLCA（物理层冲突避免）和CSMA/CD介质访问控制，确保总线可靠性
2. ‌高性能硬件架构‌
   • ‌电源管理‌：采用L5963DN-EHT集成DC-DC转换器，提供3.3V/5V多路输出，效率达92%
   • ‌安全防护‌：集成反向电池保护电路，符合ISO 7637-2汽车电气标准
   • ‌调试接口‌：内置OpenOCD调试器，支持实时故障诊断
3. ‌应用场景扩展‌
   • ‌区域控制‌：例如车门区域可集中控制车窗、后视镜、扬声器等设备
   • ‌数据网关‌：实现传感器数据（超声波/环境光）到中央域控制器的低延时传输

三、行业应用前景‌
该方案已通过AutoDevKit生态认证，特别适用于：

• 智能座舱多屏数据同步
• 自动驾驶传感器数据聚合
• 车载OTA升级通道扩展