在越來(lái)越多迫切將汽車(chē)連接到外在世界的需求帶動(dòng)下，車(chē)載以太網(wǎng)盡管緩慢嶄露頭角，但成為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)骨干之勢(shì)已不可擋。

先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的進(jìn)步以及自動(dòng)駕駛車(chē)的出現(xiàn)，成為助長(zhǎng)“汽車(chē)內(nèi)部需要傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送”的兩大趨勢(shì)。恩智浦半導(dǎo)體(NXPSemiconductors)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線副總裁兼總經(jīng)理ToniVersluijs解釋?zhuān)谶@種情況下，汽車(chē)需要一種能夠處理高達(dá)100Mbps數(shù)據(jù)率(FlexRay的10倍)的拓?fù)洹?/p>

包括博通(Broadcom)與恩智浦等芯片公司，以及像BMW等汽車(chē)OEM已經(jīng)開(kāi)始擁抱車(chē)載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)——BroadR-Reach，這是一項(xiàng)由‘單對(duì)以太網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟’(OPENAlliance)所定義的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

但車(chē)載以太網(wǎng)至今發(fā)展得如何呢？

盡管BroadR-Reach在近年來(lái)逐漸取得了動(dòng)能，但目前唯一采用基于BroadR-Reach車(chē)載以太網(wǎng)的汽車(chē)仍是BMW的X5系列休旅車(chē)。BMW目前采用的還是初步的建置方案，據(jù)稱僅用于連接汽車(chē)的攝影機(jī)至選配的環(huán)景系統(tǒng)電子控制單元(ECU)。

那么，其他的汽車(chē)制造商在哪兒呢？是什么原因讓他們對(duì)使用車(chē)載以太網(wǎng)卻步呢？

車(chē)載以太網(wǎng)懷疑論者質(zhì)疑BroadR-Reach的規(guī)格、芯片以及缺少I(mǎi)EEE標(biāo)準(zhǔn)；例如涉及BroadR-Reach的IP議題、芯片供應(yīng)有限，以及需要更多功能特色——在同步時(shí)更快的數(shù)據(jù)率與效率。汽車(chē)業(yè)界要求的時(shí)間關(guān)鍵型應(yīng)用還需要更多的改進(jìn)與完善。

微芯科技(Microchip)是唯一一家采用媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸(MOST)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為車(chē)載信息娛樂(lè)骨干的芯片供應(yīng)商，因此也一直附和汽車(chē)制造商采用BroadR-Reach速度緩慢的看法。

微芯科技副總裁DanTermer指出，汽車(chē)OEM與一線廠商目前都在呼吁車(chē)載以太網(wǎng)“還未能準(zhǔn)備好迎接黃金時(shí)代。”他并補(bǔ)充說(shuō)，汽車(chē)業(yè)界正開(kāi)始發(fā)現(xiàn)基于BroadR-Reach的以太網(wǎng)絡(luò)規(guī)格、硬件工具與軟件層都還“尚未到位”。

恩智浦在上個(gè)月初推出據(jù)稱是“首款包括以太網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器(TJA1100)與以太網(wǎng)絡(luò)交換器(SJA1105)的真正汽車(chē)產(chǎn)品組合，”或許能夠在此時(shí)帶來(lái)一線曙光。

Versluijs在接受記者采訪時(shí)表示，恩智浦“真正的”車(chē)載以太網(wǎng)收發(fā)器是一款“專(zhuān)為汽車(chē)應(yīng)用打造的技術(shù)”。他解釋說(shuō)，這款新芯片方案擁有汽車(chē)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)久以來(lái)所期待的多項(xiàng)硬件功能，同時(shí)還提供符合汽車(chē)OEM與一線廠商嚴(yán)格期待的“軟”功能。

例如，恩智浦以太網(wǎng)絡(luò)部門(mén)總監(jiān)GuenterSporer表示，其車(chē)載以太網(wǎng)PHY不僅包含-40℃至+125℃的汽車(chē)級(jí)溫度范圍，還具備監(jiān)控電源電壓的診斷功能、支持低功耗睡眠模式，以及MIDI接腳提供靜電放電(ESD)和瞬時(shí)保護(hù)。

Versluijs強(qiáng)調(diào)恩智浦在汽車(chē)市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，“我們了解1ppm——百萬(wàn)分之一的組件故障機(jī)會(huì)——會(huì)對(duì)于一線廠商與汽車(chē)OEM造成什么影響。”作為一家芯片供應(yīng)商，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)就得準(zhǔn)備好迅速采取行動(dòng)以及進(jìn)行深入的分析，他解釋說(shuō)：“我們知道與他們合作以及共同解決問(wèn)題的重要性。”

恩智浦也有信心可讓芯片按時(shí)交貨。新的以太網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器TJA1100原型已可提供樣片，預(yù)計(jì)將在年底前進(jìn)入量產(chǎn)。該公司表示，恩智浦首款以太網(wǎng)絡(luò)交換器SJA1105已經(jīng)交由汽車(chē)制造商測(cè)試，可根據(jù)客戶要求提供。

BroadR-Reach技術(shù)IP

Gartner公司研究總監(jiān)JamesHines表示，“對(duì)于汽車(chē)級(jí)組件除了一般擴(kuò)展的溫度范圍以及可靠性的質(zhì)量要求外，以太網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)應(yīng)用中的主要技術(shù)挑戰(zhàn)一直是在汽車(chē)的電子訊號(hào)嘈雜環(huán)境中維持訊號(hào)完整性。”

但是，BroadR-Reach的規(guī)格能夠解決這個(gè)問(wèn)題，Hines說(shuō)，“讓恩智浦的產(chǎn)品‘真正專(zhuān)用于汽車(chē)解決方案’的事實(shí)是他們采用了BroadR-Reach標(biāo)準(zhǔn)。”

另一方面，微芯科技汽車(chē)信息系統(tǒng)部門(mén)資深經(jīng)理HenryMuyshondt認(rèn)為大多數(shù)的汽車(chē)制造商并不可能直接跳向現(xiàn)行的BroadR-Reach標(biāo)準(zhǔn)，“他們寧愿等待基于IEEE規(guī)格的芯片出現(xiàn)。”IEEE目前正根據(jù)BroadR-Reach開(kāi)發(fā)“更通用的標(biāo)準(zhǔn)”。這些標(biāo)準(zhǔn)包括100Base-T1和1000Base-T1。

在IEEE的標(biāo)準(zhǔn)化以及即將以100BASE-T1之名發(fā)布的技術(shù)，“將進(jìn)一步提高對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的接受度”，恩智浦公司也認(rèn)同這樣的看法。

不過(guò)，Gartner的Hines指出，還有芯片供應(yīng)商的問(wèn)題。

“目前推動(dòng)車(chē)載以太網(wǎng)導(dǎo)入的主要障礙在于汽車(chē)OEM與一線電子設(shè)備制造商的顧慮，他們擔(dān)心市場(chǎng)上的供應(yīng)商還太少。只要博通仍控制著B(niǎo)roadR-Reach芯片的關(guān)鍵IP，這種顧慮可能還會(huì)持續(xù)存在。”

他解釋說(shuō)，博通握有多項(xiàng)與以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利，經(jīng)由OPEN聯(lián)盟推動(dòng)成為BroadR-Reach品牌的汽車(chē)連網(wǎng)解決方案。

博通授權(quán)技術(shù)給恩智浦以及其他芯片供應(yīng)商。麥瑞半導(dǎo)體(Micrel)和Marvell則開(kāi)發(fā)自己的車(chē)載以太網(wǎng)PHY和交換機(jī)產(chǎn)品組合(當(dāng)然麥瑞半導(dǎo)體現(xiàn)在已經(jīng)是微芯科技的一部份了)，但兩家公司都不是OPEN聯(lián)盟的成員。因此，在Hines看來(lái)，“互操作性仍然會(huì)是一個(gè)問(wèn)題。”

由于OPEN聯(lián)盟倡議的BroadR-Reach標(biāo)準(zhǔn)得到大多數(shù)的業(yè)界支持，他說(shuō)，“這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)最有可能脫穎而出，成為車(chē)載以太網(wǎng)的主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。”

車(chē)內(nèi)不同網(wǎng)絡(luò)共存？

恩智浦對(duì)于自家公司為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)出貨CAN、LIN和FlexRay收發(fā)器已達(dá)60億套的成績(jī)感到自豪，“平均每天供應(yīng)兩百萬(wàn)套收發(fā)器。”該公司并強(qiáng)調(diào)，以太網(wǎng)絡(luò)“將補(bǔ)強(qiáng)這些現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，并在未來(lái)的幾個(gè)汽車(chē)世代取代MOST。”

業(yè)界分析人士認(rèn)為，MOST最終將被以太網(wǎng)絡(luò)超越。但他們也指出，未來(lái)將會(huì)有更多不同的連網(wǎng)技術(shù)持續(xù)在汽車(chē)內(nèi)部共存。

例如，針對(duì)連接車(chē)載信息娛樂(lè)顯示器與基于攝影機(jī)的ADAS應(yīng)用，以太網(wǎng)絡(luò)與MOST都不會(huì)是現(xiàn)有任務(wù)的優(yōu)先選擇。

目前，單對(duì)車(chē)載以太網(wǎng)支持高達(dá)100Mbps的速度。受限于100Mbps帶寬使得更高分辨率的視訊必須在攝影機(jī)端先行壓縮，而在鏈路的另一端再進(jìn)行解壓縮。

相反地，當(dāng)今典型的ADAS采用低壓差分訊號(hào)、低噪聲、低功耗與低振幅的方法，透過(guò)銅纜線實(shí)現(xiàn)Gbps級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳輸。

延遲是另一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。以ADAS來(lái)看，在多臺(tái)攝影機(jī)系統(tǒng)中的視訊訊框必須同步?；谝蕴W(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用通常使用音頻—視訊橋接(AVB)軟件來(lái)同步攝影機(jī)。除了壓縮編碼/譯碼以及進(jìn)行封包可能導(dǎo)致高達(dá)10毫秒或更高的以太網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)延遲以外，當(dāng)然還得考慮到由AVB產(chǎn)生的額外開(kāi)銷(xiāo)。

IHSTechnology汽車(chē)半導(dǎo)體總分析師LucaDeAmbroggi認(rèn)為，甚至是在這一波ADAS廣泛采用的浪潮下，還有其他許多連網(wǎng)技術(shù)將同時(shí)存在。由于“以太網(wǎng)絡(luò)的安全應(yīng)用涵蓋仍然有限，我們看到FlexRay還會(huì)持續(xù)出現(xiàn)在ADAS主動(dòng)系統(tǒng)中，因?yàn)樗娜蒎e(cuò)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)時(shí)性能等優(yōu)點(diǎn)。以太網(wǎng)絡(luò)一開(kāi)始將會(huì)作為FlexRay的冗余通道，并在持續(xù)一段時(shí)間后才會(huì)完全取代。”

車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概況：以太網(wǎng)絡(luò)/IP將與帶寬標(biāo)準(zhǔn)(如CAN)共存

現(xiàn)在再回頭看看微芯科技。

這家總部位于美國(guó)亞利桑那州Chandler的芯片公司并非對(duì)于車(chē)載以太網(wǎng)的未來(lái)潛力視而不見(jiàn)。但該公司也相當(dāng)清楚汽車(chē)產(chǎn)業(yè)有多么地保守。

微芯科技的賭注就押在汽車(chē)制造商一向“緩慢、零星采用新技術(shù)的方式，”Termer解釋說(shuō)：“汽車(chē)制造商并不會(huì)在很快的時(shí)間內(nèi)突然抽換掉已經(jīng)安裝在汽車(chē)中的現(xiàn)有總線系統(tǒng)。更重要的是，微芯科技將持續(xù)開(kāi)發(fā)MOST裝置，以滿足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的需求。”

于此同時(shí)，恩智浦依然看好其車(chē)載以太網(wǎng)的發(fā)展前景。

從過(guò)去幾年來(lái)與汽車(chē)OEM和一線廠商之間廣泛且密集的合作基礎(chǔ)下，該公司表示，“我們觀察到市場(chǎng)上對(duì)于OPEN聯(lián)盟推廣的BroadR-Reach技術(shù)接受度真的開(kāi)始加速提升了。”

根據(jù)NXP指出，“目前已有幾家OEM正著手以太網(wǎng)絡(luò)解決方案的開(kāi)發(fā)，并預(yù)計(jì)將在2018年至2020年推出的下一代汽車(chē)中導(dǎo)入這項(xiàng)技術(shù)方案。”

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