1 時間敏感網絡在汽車應用中的作用

現代車輛使用多種需要精確同步的各種傳感器，而所需的同步精度取決于具體應用

一個簡單的例子是使用電機自動打開后備箱。為確保后備箱平穩打開，左右電機需要同時運行。電機可由脈寬調制 (PWM) 信號控制，因此通過同步的 PWM 輸入信號，兩個電機可以同時運行。IEEE 802.1AS 的作用是幫助生成同步的 PWM 波形。此應用對同步精度的要求可達毫秒級。

汽車音頻系統是另外一個需要時間同步的良好應用示例。為了獲得高品質的空間音頻體驗，前后多個揚聲器的音頻播放需要完全同步。這可以通過同步音頻播放的 ECU 和負責生成所播放音頻流的中央信號處理/混頻器來實現。IEEE 802.1AS 可用于實現前后放大器和中央信號處理器之間的時間同步，并對不同的路徑延遲進行補償。信號處理器在傳輸音頻包的同時會嵌入播放時間，也就是需要在音頻放大器上播放音頻包的時間。盡管存在不同的路徑延遲，音頻放大器仍能在相同的同步時間播放音頻數據包。此應用對同步精度的要求通常為微秒級。

ADAS 傳感器同步是精確時間同步的另一個重要應用。雷達、激光雷達、攝像頭等傳感器分布在汽車上的不同位置，用于感知環境的各種變化（如障礙物、附近物體的速度等）。這些傳感器掃描的信息將提供給 ADAS，幫助系統獲取車輛周圍 360° 的全面視圖。來自這些傳感器的數據同步程度越高，ADAS 計算單元能越準確地檢測和處理實際障礙物。為了讓雷達同步工作，每個雷達傳感器必須在同一時間（納秒級精度）啟動環境掃描（發射“啁啾”信號）。時序不匹配可能會導致最終圖像模糊。每個雷達傳感器可以接收每秒一次的同步脈沖 (PPS) 參考輸入信號，來確保它們同時發射“啁啾”信號。IEEE 802.1AS 的作用是幫助生成同步 PPS 信號。

無論應用是需要生成波形還是通過時間敏感網絡傳輸時間戳，所有節點都必須基于同步參考時鐘運行。IEEE 802.1AS 定義了實現同步參考時鐘的程序和協議。然而，時間同步的精度取決于實施 802.1AS 的硬件架構。以下各節概述 IEEE 802.1AS 程序以及 TI 以太網 PHY 用于實現精確時間同步的一些架構選擇。