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TC10 in Automotive Ethernet | STAR ELECTRONICS

TC10 in Automotive Ethernet: Sleep und Wake-Up leicht gemacht

TC10, Teil des IEEE 802.3ch-Standards, ist eine wichtige Funktion für energieeffiziente Automotive-Ethernet-Netzwerke. Es führt Sleep- und Wake-Up-Mechanismen ein, die den Stromverbrauch senken, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen – eine wesentliche Anforderung für Elektrofahrzeuge (EVs), Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) und moderne Infotainment-Plattformen.
Was ist TC10 und warum ist es wichtig?

Automotive-Ethernet-Netzwerke müssen Dutzende von ECUs, Kameras und Sensoren verwalten, die gleichzeitig betrieben werden. Ohne energiesparende Protokolle würden diese Netzwerke erhebliche Mengen an Strom verbrauchen, was die Reichweite von EVs verringern und die thermische Belastung erhöhen würde.

TC10 bietet eine standardisierte Möglichkeit für Ethernet-Knoten, um:

  • während Leerlaufzeiten in einen energiesparenden „Ruhemodus” zu wechseln

  • bei Wiederaufnahme des Datenverkehrs automatisch zu reaktivieren und so die Echtzeitkommunikation sicherzustellen

  • die Energiezustände zwischen miteinander verbundenen Geräten ohne manuelles Eingreifen zu koordinieren

Dieses dynamische Energiemanagement ist entscheidend für die Einhaltung umweltfreundlicher Automobilstandards und die Optimierung des Energieverbrauchs.

So funktioniert TC10 in realen Umgebungen

TC10 arbeitet auf der Datenverbindungsschicht und ist mit den Ethernet-Standards 100BASE-T1 und 1000BASE-T1 kompatibel. Es nutzt Low-Level-Signale, um Geräte nahtlos zwischen dem aktiven und dem Ruhezustand umzuschalten.

Der Mechanismus ist für Anwendungen höherer Schichten transparent und gewährleistet die Kompatibilität mit bestehenden AUTOSAR-Frameworks und Ethernet-Stacks in Fahrzeugen.

Wichtige Vorteile:

  • Geringerer Energieverbrauch in ADAS- und Infotainment-Netzwerken

  • Längere Batterielebensdauer in Elektrofahrzeugen durch Vermeidung unnötiger ECU-Aktivitäten

  • Geringere Wärmeentwicklung in Netzwerkmodulen, wodurch die langfristige Zuverlässigkeit verbessert wird

TC10-kompatible Komponenten

Eine der größten Herausforderungen für Ingenieure ist es, Hardware zu finden, die TC10 vollständig unterstützt. Nicht alle Switches, PHYs oder Controller sind TC10-fähig, und die Dokumentation ist oft unklar.

Praktische Empfehlungen:

  1. Verwenden Sie TC10-zertifizierte Ethernet-PHYs (z. B. BroadR-Reach-basierte Geräte), um die Konformität sicherzustellen.

  2. Validieren Sie die TC10-Funktionen mit Medienkonvertern und Switches, die für Automobilbedingungen optimiert sind.

  3. Nutzen Sie die Test- und Validierungstools von STAR ELECTRONICS, um nahtlose Übergänge zwischen Ruhe- und Aktivmodus in Ihrem Netzwerkdesign zu gewährleisten.

TC10 in der Praxis: Anwendungsfälle

  • Elektrofahrzeuge (EVs): Beibehaltung des Ruhezustands der ECU während des Parkens, ohne wichtige Diagnosesysteme zu trennen.

  • ADAS: Reduzierung der Leerlaufleistung, wenn Sensordaten nicht aktiv verarbeitet werden.

  • Infotainment: Ausschalten von Headunits und Displays bei ausgeschaltetem Fahrzeug, bei gleichzeitig schnellem Hochfahren nach dem Aufwachen.

Über TC10 hinaus: FL3X als ergänzende Lösung

Obwohl die FL3X-Produktfamilie von STAR ELECTRONICS TC10 nur in ausgewählten Produkten unterstützt, spielt sie eine wichtige Rolle in umfassenderen Automobilnetzwerk- und Testumgebungen. FL3X-Geräte sind ausgelegt für:

  • Verbleibende Bussimulation

  • Gateway-Funktionalität

  • Signalmanipulation

  • Datenprotokollierung

  • Echtzeitanalyse über CAN, FlexRay und Automotive Ethernet

FL3X ergänzt TC10-fähige Komponenten durch die Ermöglichung modularer, skalierbarer und intelligenter Netzwerkarchitekturen.

Weitere Informationen: FL3X-Produkte von STAR ELECTRONICS

Wichtigste Erkenntnis

TC10 ist mehr als nur eine Energiesparfunktion – es ist ein Eckpfeiler effizienter, zuverlässiger und skalierbarer Automotive-Ethernet-Architekturen. Durch den Einsatz von TC10-fähigen Komponenten und Validierungstools können Ingenieure den Energieverbrauch optimieren und gleichzeitig einen reibungslosen Betrieb gewährleisten.

Für anspruchsvolle Simulations- und Gateway-Aufgaben bietet die FL3X-Produktfamilie von STAR ELECTRONICS leistungsstarke Tools, die sich perfekt in moderne Automobilnetzwerke integrieren lassen.

Glossar

Begriff

Definition

TC10

In IEEE 802.3ch für Automotive Ethernet definierter Schlaf-/Weckmechanismus

IEEE 802.3ch 

Ethernet-Standard für die Hochgeschwindigkeitskommunikation im Automobilbereich

PHY (Physical Layer Device)

Hardwarekomponente, die für die physikalische Datenübertragung zuständig ist

100BASE-T1 / 1000BASE-T1

Ethernet-Standards für die Automobilkommunikation mit einem verdrillten Doppelkabel

AUTOSAR

Standardisierte Automobil-Softwarearchitektur

ECU (Electronic Control Unit)

Elektronisches Steuermodul für Fahrzeuge

ADAS

Advanced Driver Assistance Systems (fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme)

FL3X

Produktfamilie von STAR ELECTRONICS für Simulations-, Protokollierungs- und Gateway-Funktionen in Automobilnetzwerken

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