Automobile Control Systems : Transition from Controller Area Networks to Ethernets

Due to concerns about the negative impacts of powering vehicles using fossil fuel and the future availability of fossil fuel, there has been an increased focus on electric vehicles. However, current electric vehicle energy efficiency is a key problem as these vehicles are not as efficient as fossil-fueled vehicles. One way of decreasing a vehicle’s energy consumption is to reduce the weight of the vehicle, while still ensuring the safety and reliability of the vehicle. Controller Area Network (CAN) systems have been used in vehicles to realize real-time applications, however the low peak data rates of CAN have begun to limit the applications that can be realized. This bachelor’s thesis project focuses on secure communication within a vehicle using Ethernet. Additionally, the use of Power over Ethernet can be used for powering some of the network attached devices within the vehicle. The goal is to reduce the number of components and the weight of the vehicle while continuing to ensure the security and reliability of the communication – even when the network grows in size (either in physical size or in number of connected devices). This thesis shows that an Ethernet based system can serve as a possible replacement candidate for the CAN system due to its low latencies and high bandwidth. Ethernet is also a very scalable system with none of the limitations that a CAN system have.Den negativa påverkan av fossila bränslen har de senaste årtionden haft en negativ på planeten, mängden fossila bränslen över världen konsumeras även i en högre takt än vad som produceras. Därför har fokusen för att finna förnybara energi källor som både är effektiva och inte påverkar miljön på ett negativt sätt ökat. Därför är elbilar en viktig del i konverteringen av enheter som drivs av fossila bränslen till förnybara energikällor. Ett av problemen i en elbil är att energi konsumptionen är inte lika effektiv som fossila bränslen inom bil industrin. Ett sätt att sänka energi konsumptionen är att minska mängden komponenter inom en bil för att minska på vikten, utan att påverka säkerheten och tillförlitligheten. Tidigare har man använt sig av ett CAN system för att försäkra sig om systemet fungerar felfritt i realtid, problematiken med detta system är att när nätverket ökar i storlek så sätter de fysiska begränsningarna av detta system stop för den garanterade säkerheten. Detta kandidatexamensarbete kommer att fokusera på den interna kommunikationen i en elbil med hjälp av ett ethernet baserat kommunkations system över CAN systemet. Power over Ethernet tekinken kommer att tillämpas för de systemen som kan drivas av detta system. Målet är att reducera antalet komponenter som behövs och att garantera säkerheten och tillförlitligheten av den interna kommunikationen när nätverket av komponenter ökar i storlek. Det här kandidatarbetet visar att Ethernet kan ersätta det nuvarande CAN systemet ef-tersom att Ethernet erbjuder låga latenser och hög bandbredd. Detta arbete visar även att Et-hernet är väldigt skalbart och har inte begränsingarna som ett CAN system har