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EMBEDDED 95 • FEBBRAIO • 2025 28 IN TEMPO REALE | AUTOMOTIVE ETHERNET Protocolli di comunicazione Si tratta di regole di comunicazione tra i sistemi per lo scambio di dati e informazioni tramite supporti fisi- ci. Il protocollo gestisce le caratteristiche del segnale da trasmettere, la velocità di invio e di ricezione, la sintassi delle parole e dei comandi in transito, le sin- cronizzazioni e molte altre caratteristiche. Esistono, oggi, decine di protocolli validi ed efficienti e il loro utilizzo dipende, ovviamente, dalle esigenze del siste- ma utilizzato. Vediamone brevemente alcuni: -- protocollo SPI: il protocollo SPI (Serial Periphe- ral Interface) consente la comunicazione seriale sincrona full-duplex tra dispositivi master e slave sul bus ed è uno standard per la comunicazione a breve distanza nei sistemi embedded. Esso si basa sulla presenza di un master e uno slave collegati da quattro linee. Due di esse trasportano il segna- le dei dati, la terza rappresenta il clock e la quarta decide quale è il dispositivo slave di destinazione. Il protocollo supporta velocità elevate e risulta molto semplice ed efficiente; -- protocollo I2C: è un protocollo di comunicazione seriale, particolarmente adatto ai dispositivi rela- tivamente lenti, come gli RTC e gli ADC. Per la comunicazione esso utilizza due fili: SCL (Serial Clock) per la sincronizzazione del trasferimento dei dati tra le due parti e SDA (Serial Data). I2C è un protocollo half-duplex e seriale sincrono ma bidirezionale. L’utilizzo di due sole linee contri- buisce a ridurre le dimensioni del pacchetto e il consumo di energia; -- protocollo CAN: è un protocollo, basato su mes- saggi, che consente ai sistemi di comunicare tra loro senza un computer centrale. Esso è utilizzato in applicazioni molto diversificate ma, soprattut- to, nell’industria automobilistica, dove esso rende molto efficiente la comunicazione tra i microcon- trollori del veicolo. L’efficienza in sistemi com- plessi è uno dei suoi punti di forza e può tranquil- lamente sopportare il collegamento a telecamere e GPS. Questi sopraelencati costituiscono alcuni protocolli tradizionali che, in ogni caso, risultano importanti per comprendere l’Automotive Ethernet. Altri molto utilizzati sono MOST, FlexRay e LIN. I bus per il settore automobilistico Le automobili elettriche hanno raggiunto oggi un li- vello molto elevato di tecnologia, specialmente nei si- stemi elettronici interni. Con l’aumento dei sensori e degli attuatori intelligenti all’interno dei nuovi veico- li, sono incrementati anche il numero dei dispositivi che devono comunicare tra loro, anche in condizioni spesso proibitive, al livello di temperature, vibrazioni o altro. I veicoli elettrici sono sempre più complessi e le centraline elettroniche (ECU) devono condividere una grande quantità di dati in tempo reale, aumen- tando la richiesta di larghezza di banda della rete. Come si può ben comprendere occorre, in questi casi, un sistema di comunicazione dati estremamente sicu- ro, affidabile e ad alta velocità tra i vari componenti elettronici nei veicoli, le quali sono dotate di funzio- nalità sempre più complesse. Automotive Ethernet è una tecnologia emergente che fornisce una soluzione efficace alle esigenze dei nuovi sistemi automobilisti- ci, e non solo. Si tratta di un sistema di rete che con- sente la trasmissione di dati tra vari dispositivi. La comunicazione tra i vari sistemi di controllo è, oggi, molto più complessa ed è necessaria una grande lar- ghezza di banda. Questo tipo di comunicazione ga- rantisce, appunto, una elevata larghezza di banda e una maggiore flessibilità con servizi cloud e altri ser- vizi. L’uso dell’Ethernet è, dunque, la nuova tendenza per il collegamento in rete dei veicoli e sta sostituen- do i classici sistemi bus automobilistici elencati nel precedente paragrafo. La velocità della rete permet- La topologia punto a punto del 100Base-T1