以太网环形架构的实施需要在每个节点上配置微控制器 (MCU)、以太网交换机以及两个以太网物理层 (PHY)。MCU 负责对数据进行封装与解封装，将其他数据包转换为以太网数据包，反之亦然。以太网交换机提供硬件卸载支持，包括数据包的转发、复制、环路终止以及重复数据包的检测与丢弃等功能，这些均遵循 IEEE 802.1cb 标准（如果硬件不支持，也可通过软件实现）。目前存在三种不同的实施选项，如 图 6 所示。

• 具有外部以太网交换机和外部以太网 PHY 的 MCU。
• 具有集成式以太网交换机和外部以太网 PHY 的 MCU。
• 带有集成式以太网 PHY 的外部以太网交换机的 MCU（也可将外部 PHY 与集成 PHY 结合使用）。

在选择不同的硬件实施时，需要考虑成本、应用与延时。通常情况下，集成式交换机的成本低于外部交换机。区域控制器通常只需五个或更少的以太网连接即可与其他高速 ECU（例如 ZCM、CCU 和雷达模块）进行通信。然而，大多数可用的以太网交换机都配备了八个或更多端口，当系统仅需五个或更少端口时，这会造成系统成本的增加。

支持 IEEE 802.1cb 等高级协议的硬件加速型以太网交换机（无论是集成式还是外部），能够显著降低延时；相比之下，基于软件实施的方案通常会增加约 20μs 的延时。同时，具备 IEEE 802.1Qbv 功能的交换机还能通过优先级队列优化流量调度，进一步减少延时。TI 提供多种 MCU，支持通用平台交换机 (CPSW)、IEEE 802.1Qbv 以及类似于 IEEE 802.1cb 中的功能。

图 7 展示了使用具有集成 CPSW 和外部以太网 PHY 的 TI MCU (AM263P4-Q1) 的以太网环形实施。

以太网环形实施过程从 MCU 内的数据封装开始，如阶段 1 所示。这些数据可以包括来自 CAN、局域互联网络、其他汽车接口的高优先级车辆数据、音频数据以及非保证服务流量。在阶段 2，系统在两个以太网端口对数据包进行复制，以顺时针和逆时针两个方向发送数据；这一复制可通过软件或硬件完成，具体取决于交换机的能力。AM263P4-Q1 能够通过硬件实现这一点。

在阶段 3，当节点接收到的数据的目标媒体访问控制 (MAC) 地址与 PHY 的 MAC 地址不匹配时，以太网交换机会将该数据包转发到环形中的下一个节点。在阶段 4，目标节点会通过软件或硬件丢弃重复的数据包，使 ZCM 无法处理从两个方向到达的相同数据包。环形终止也与重复数据包抑制协同工作，以防止环形内的冗余帧无限循环。

TI 的 AM263P4-Q1 MCU 非常适合以太网环形应用，因为其 CPSW 在硬件中实现了数据包复制，从而使得在 1Gbps 以太网条件下端到端延时最多可减少约 69μs。表 2 比较了基于软件与基于硬件的数据包复制在各阶段的延迟，假设每秒 10000 个数据包且载荷为 1500 字节。