Origines et motivations

L'essor des systèmes d'aide à la conduite (ADAS), de l'infodivertissement connecté et des architectures véhicule centralisées a créé un besoin en bande passante que les bus CAN et CAN FD ne pouvaient plus satisfaire seuls. Dès 2008, BMW a introduit Ethernet dans l'architecture de la série 1 pour le diagnostic embarqué, avant que Broadcom ne développe la technologie BroadR-Reach — un Ethernet à 100 Mbit/s fonctionnant sur une seule paire torsadée non blindée, compatible avec le câblage automobile existant.

Cette innovation a levé l'obstacle principal : là où l'Ethernet bureautique nécessitait 2 ou 4 paires de câbles, BroadR-Reach n'en requiert qu'une — réduisant le poids du câblage de 30 % et le coût de 80 % par rapport aux solutions classiques. En 2011, le consortium OPEN Alliance SIG a été fondé pour standardiser cette technologie, réunissant BMW, Broadcom, Freescale, Harman et NXP.

Standards et débits

L'Automotive Ethernet repose sur une famille de standards IEEE 802.3 adaptés aux contraintes automobiles :

Le standard 10BASE-T1S est particulièrement intéressant : il introduit une topologie multidrop (bus partagé) similaire au CAN, permettant de connecter jusqu'à 8 nœuds sur un même segment. Il est conçu pour remplacer le CAN dans les zones du véhicule où la bande passante du CAN devient insuffisante, tout en conservant un câblage simple.

Couches protocolaires

Contrairement au CAN qui intègre ses propres mécanismes d'arbitrage et de contrôle d'erreur, l'Automotive Ethernet s'appuie sur la pile TCP/IP standard, complétée par des protocoles spécifiques à l'automobile :

• SOME/IP (Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP) — middleware orienté services pour la communication inter-ECU, défini par AUTOSAR.
• AVB/TSN (Audio Video Bridging / Time-Sensitive Networking) — extensions IEEE 802.1 garantissant une latence déterministe et une synchronisation temporelle précise, essentielles pour les applications temps réel.
• DoIP (Diagnostics over IP, ISO 13400) — protocole de diagnostic qui remplace le traditionnel CAN-based UDS pour les véhicules équipés d'Ethernet, permettant des transferts de données beaucoup plus rapides (flashage ECU, mises à jour OTA).
• SecOC (Secure Onboard Communication) — couche de sécurité AUTOSAR pour l'authentification et le chiffrement des messages.

Domaines d'application

• ADAS et conduite autonome — les caméras, lidars et radars génèrent des flux de données massifs (jusqu'à plusieurs Gbit/s) que seul Ethernet peut transporter en temps réel.
• Backbone véhicule — l'architecture zonale moderne utilise des switches Ethernet comme épine dorsale, connectant les différents domaines (powertrain, châssis, carrosserie, infodivertissement).
• Infodivertissement — streaming audio/vidéo haute définition, connectivité smartphone, écrans multiples.
• Diagnostic et mises à jour OTA — le haut débit d'Ethernet accélère considérablement le flashage des ECU et les mises à jour logicielles à distance.
• Passerelle CAN-Ethernet — les produits PEAK-System comme le PCAN-Ethernet Gateway permettent de ponter les réseaux CAN existants vers une infrastructure Ethernet.

Coexistence avec le CAN

L'Automotive Ethernet ne remplace pas le CAN mais le complète. Dans une architecture véhicule moderne, chaque technologie occupe un créneau :