1 时间敏感网络在汽车应用中的作用

现代车辆使用多种需要精确同步的各种传感器，而所需的同步精度取决于具体应用

一个简单的例子是使用电机自动打开后备箱。为确保后备箱平稳打开，左右电机需要同时运行。电机可由脉宽调制 (PWM) 信号控制，因此通过同步的 PWM 输入信号，两个电机可以同时运行。IEEE 802.1AS 的作用是帮助生成同步的 PWM 波形。此应用对同步精度的要求可达毫秒级。

汽车音频系统是另外一个需要时间同步的良好应用示例。为了获得高品质的空间音频体验，前后多个扬声器的音频播放需要完全同步。这可以通过同步音频播放的 ECU 和负责生成所播放音频流的中央信号处理/混频器来实现。IEEE 802.1AS 可用于实现前后放大器和中央信号处理器之间的时间同步，并对不同的路径延迟进行补偿。信号处理器在传输音频包的同时会嵌入播放时间，也就是需要在音频放大器上播放音频包的时间。尽管存在不同的路径延迟，音频放大器仍能在相同的同步时间播放音频数据包。此应用对同步精度的要求通常为微秒级。

ADAS 传感器同步是精确时间同步的另一个重要应用。雷达、激光雷达、摄像头等传感器分布在汽车上的不同位置，用于感知环境的各种变化（如障碍物、附近物体的速度等）。这些传感器扫描的信息将提供给 ADAS，帮助系统获取车辆周围 360° 的全面视图。来自这些传感器的数据同步程度越高，ADAS 计算单元能越准确地检测和处理实际障碍物。为了让雷达同步工作，每个雷达传感器必须在同一时间（纳秒级精度）启动环境扫描（发射“啁啾”信号）。时序不匹配可能会导致最终图像模糊。每个雷达传感器可以接收每秒一次的同步脉冲 (PPS) 参考输入信号，来确保它们同时发射“啁啾”信号。IEEE 802.1AS 的作用是帮助生成同步 PPS 信号。

无论应用是需要生成波形还是通过时间敏感网络传输时间戳，所有节点都必须基于同步参考时钟运行。IEEE 802.1AS 定义了实现同步参考时钟的程序和协议。然而，时间同步的精度取决于实施 802.1AS 的硬件架构。以下各节概述 IEEE 802.1AS 程序以及 TI 以太网 PHY 用于实现精确时间同步的一些架构选择。