汽車以太網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)的前景與挑戰(zhàn)

　　汽車工業(yè)一向以技術(shù)上的保守傳統(tǒng)著稱，現(xiàn)在這一行業(yè)正在悄然發(fā)生些變化。

　　事實(shí)上，當(dāng)寶馬X5 SUV在今年晚些時(shí)候推出時(shí)，博通公司也將會(huì)舉杯慶祝。這家德國汽車制造商與它的合作伙伴飛思卡爾半導(dǎo)體得到了博通公司的BroadR-Reach以太網(wǎng)的技術(shù)許可——將成為生產(chǎn)商業(yè)化以太網(wǎng)的360度全景停車輔助系統(tǒng)的第一個(gè)OEM。

　　現(xiàn)代汽車公司也使用博通的BroadR-Reach以太網(wǎng)技術(shù)用來提供下一代的連接信息娛樂系統(tǒng)。

　　這是博通首次進(jìn)軍汽車市場后推出的業(yè)內(nèi)第一個(gè)汽車以太網(wǎng)互連解決方案，該方案利用單對(duì)非屏蔽雙絞線電纜和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)PHY組件組成車內(nèi)以太網(wǎng)互連網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)100Mbps速率全雙工數(shù)據(jù)傳輸，PHY與上層MAC之間連接采用標(biāo)準(zhǔn)的MII接口。此互連網(wǎng)絡(luò)除可傳輸數(shù)據(jù)外，還支持POE功能，即雙絞線在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)還可以為連接終端供電，省去了終端外接電源，降低了供電的復(fù)雜度。

　　博通公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)組的高級(jí)產(chǎn)品營銷主任Ali Abaye，針對(duì)汽車電子總量迅速增長的現(xiàn)狀作出如下解釋，“汽車制造商已經(jīng)走進(jìn)了一個(gè)集體‘擁抱’汽車以太網(wǎng)的時(shí)代”?！八麄儾幌胗昧硗獾膶＠夹g(shù)，”他說。

　　Abaye對(duì)眾汽車制造商動(dòng)搖傳統(tǒng)習(xí)慣給出了三個(gè)原因。

　　第一，汽車制造商如今更重視用于汽車的電子設(shè)備——而不是汽車的馬力?！八麄冃枰_保他們的汽車可以通過一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)和顧客放在車?yán)锏钠渌“l(fā)明來網(wǎng)羅所有東西?！边@不僅是高端車的需求，”abaye說。

　　第二，如今的汽車?yán)锩嬗泻芏嗑W(wǎng)絡(luò)島嶼(在一定范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，與外部相對(duì)斷絕聯(lián)系)”，他說。每個(gè)汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如低壓數(shù)字信號(hào)(LVDS)，面向媒體的系統(tǒng)傳輸(MOST)，和控制器局域網(wǎng)(CAN)，如果想連接到不同的電子產(chǎn)品的話，靠網(wǎng)絡(luò)島嶼是實(shí)現(xiàn)不了的。”abaye說。

　　第三，汽車制造商需要在汽車網(wǎng)絡(luò)方面有可擴(kuò)展的解決方案。例如用于變換車道的攝像技術(shù)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的速率要求更高;隨著平板電腦和智能手機(jī)的使用，消費(fèi)者對(duì)視聽質(zhì)量的期望更高;汽車通過WiFi，3G，4G，和LTE連接到外部世界，所需要的車聯(lián)網(wǎng)帶寬呈指數(shù)增長。行業(yè)對(duì)車聯(lián)網(wǎng)的要求是“可擴(kuò)展的，無處不在的，可靠的，有用的”，abaye說，汽車制造商正在越來越多地關(guān)注OPEN Alliance SIG，這是一個(gè)開放的行業(yè)協(xié)會(huì)，旨在鼓勵(lì)基于以太網(wǎng)的汽車網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用。

　　新的以太網(wǎng)車聯(lián)技術(shù)使用的線纜如圖中左側(cè)雙絞線，相比傳統(tǒng)的網(wǎng)線，成本及重量都可以減少。

　　認(rèn)同與質(zhì)疑

　　博通公司認(rèn)為以太網(wǎng)將成為汽車電子的網(wǎng)絡(luò)骨干。Abaye認(rèn)為，汽車以太網(wǎng)用于先進(jìn)的駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS) ，娛樂和攝像機(jī)輔助停車等領(lǐng)域幾乎是必然的趨勢。汽車以太網(wǎng)將挑戰(zhàn)LVDS和MOST，abaye說?！拔覀儗?huì)看到汽車以太網(wǎng)在八到十年內(nèi)取代 CAN ”鑒于如今不同的網(wǎng)絡(luò)島嶼不能互連，abaye說，“這些網(wǎng)絡(luò)島嶼不需要存在?！?/P>

　　鑒于汽車行業(yè)發(fā)展緩慢的性質(zhì)，如何盡快讓汽車以太網(wǎng)真正滲透到汽車行業(yè)——以及要什么樣的規(guī)?！匀皇且粋€(gè)激烈爭論的話題。汽車行業(yè)分析師之間的意見存在著嚴(yán)重分歧。有樂觀的預(yù)言稱，到2020，汽車行業(yè)使用以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的規(guī)模會(huì)達(dá)到1.2億輛到3億輛。

　　然而，IHS's Automotive 的高級(jí)分析師de ambroggi對(duì)以太網(wǎng)采用率持有一個(gè)謹(jǐn)慎的態(tài)度。他認(rèn)為以太網(wǎng)還在尋找一個(gè)突破?！拔蚁嘈胚@個(gè)切入點(diǎn)是娛樂，其次是基本的ADAS應(yīng)用如基于攝像頭的功能，”他說。

　　顯然，汽車以太網(wǎng)如果想成功的話，“以太網(wǎng)必須上升到從娛樂到安全方面都能全自動(dòng)布網(wǎng)的水平”。盡管如此，de ambroggi認(rèn)為“汽車以太網(wǎng)距離技術(shù)成熟和汽車防彈功能還有距離?！?/P>

　　盡管遭受到一些質(zhì)疑，但是不可否認(rèn)的是，以太網(wǎng)在汽車應(yīng)用中有一個(gè)明確的好處——節(jié)省成本和重量。

　　BroadR-Reach汽車互連解決方案允許多種車內(nèi)系統(tǒng)同時(shí)通過單對(duì)非屏蔽雙絞線存取信息。由于不必使用笨重的屏蔽電纜，車內(nèi)互連成本可降低多達(dá)80%，線纜重量可減少多達(dá)30%，線纜重量的減輕使得整車重量減輕，有助于燃油效率的提高。另外，因?yàn)榇水a(chǎn)品是專門為汽車設(shè)計(jì)的，所以首先它可以滿足非常嚴(yán)格的EMC要求和極高的溫度要求。

　　遺留的技術(shù)問題

　　博通堅(jiān)稱其BroadR-Reach 以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滿足嚴(yán)格的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其物理層是專為滿足汽車工業(yè)的電磁干擾和電磁兼容的要求設(shè)計(jì)的，abaye指出。

　　同時(shí)，汽車以太網(wǎng)使用的信令方案比100BASE-TX具有更高的頻譜效率，博通公司指出。這把汽車以太網(wǎng)限制在了33.3MHz信號(hào)帶寬，這大約是100base-tx.帶寬的一半”較低的信號(hào)帶寬有助于減少回波損耗，降低串?dāng)_，并確保汽車以太網(wǎng)通過嚴(yán)格的汽車電磁發(fā)射的要求，”該公司說。

　　然而Strategic Analysis's 的Riches認(rèn)為還存在一些技術(shù)問題。我還聽說使用UTP的以太網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)電磁兼容(EMC)效應(yīng)。這到底是真實(shí)的還是僅僅對(duì)未知事物的恐懼，我也難以判斷。”

　　其他批評(píng)的問題還有：在目前的100 Mbps下BroadR-Reach速度太慢，Riches說到。它意味著攝像的圖像需要壓縮——一些人認(rèn)為這是安全系統(tǒng)的一個(gè)大問題?！?/P>