汽車的未來(lái)：插上網(wǎng)絡(luò)的翅膀

　　博通基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品高級(jí)產(chǎn)品線經(jīng)理Timothy Lau介紹，車載帶寬需求的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了對(duì)資訊娛樂(lè)和導(dǎo)航的需求。事實(shí)上，對(duì)更高帶寬的需求正在重新定義各種汽車運(yùn)動(dòng)和安全應(yīng)用程序。在這種環(huán)境下，汽車電子產(chǎn)品無(wú)法再被視為一系列彼此無(wú)關(guān)的獨(dú)立組件，而是逐步演化為一個(gè)更為無(wú)縫的車載網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)技術(shù)能夠在整車范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)顯示和資訊娛樂(lè)應(yīng)用程序的音頻和視頻數(shù)據(jù)包，管理車身控制系統(tǒng)、被動(dòng)式乘員安全裝置等。買家希望以最低的價(jià)格購(gòu)買最新的技術(shù)和功能。從客戶的角度來(lái)說(shuō)，無(wú)非就是要求提升功能、互連和性能，而價(jià)格必須保持在可承受的范圍之內(nèi)。同時(shí)，供應(yīng)商面臨著既必須嚴(yán)格遵守行業(yè)管理規(guī)定的挑戰(zhàn)，還要確保整個(gè)車內(nèi)開(kāi)放式架構(gòu)兼容性的挑戰(zhàn)。通過(guò)使用經(jīng)檢驗(yàn)的基于 IP 的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行互連，汽車制造商可以縮小單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的功能和娛樂(lè)之間的差距，并大幅降低互連成本和電纜線重量。這一點(diǎn)恰恰是以太網(wǎng)最大的優(yōu)勢(shì)。

　　飛思卡爾錢華直言，汽車行業(yè)中新技術(shù)的應(yīng)用和普及從來(lái)不會(huì)太快，因?yàn)榘踩院涂煽啃允瞧囆袠I(yè)區(qū)別很多其他行業(yè)的標(biāo)志，然而行業(yè)之間的相互滲透可能會(huì)加速這一進(jìn)程，正如之前所說(shuō)，消費(fèi)電子和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正逐步滲透到汽車行業(yè)。例如Ethernet，早在上世紀(jì)80年代初已經(jīng)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)物，直到2008年才被寶馬最先應(yīng)用于BMW-7系轎車用于診斷接口中。雖然截至目前在汽車領(lǐng)域商用的Ethernet節(jié)點(diǎn)總數(shù)不到一百萬(wàn)個(gè)，但我們相信未來(lái)Ethernet將會(huì)成為增長(zhǎng)最快的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　安華高的Martin Weigert非常關(guān)注的一點(diǎn)是，許多傳感器分布在汽車內(nèi)將提供有價(jià)值的信息來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)搜集所有傳感信息。更多的設(shè)備和傳感器裝入汽車，使線束重量不斷增加。在電動(dòng)汽車高速網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中使用塑料光纖替代同軸電纜，可以大大減少線束的重量。傳輸信號(hào)的完整性和服務(wù)質(zhì)量面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因?yàn)榛旌蟿?dòng)力汽車和電動(dòng)汽車將會(huì)有更高電磁干擾的要求。這種趨勢(shì)來(lái)自混合動(dòng)力或者電力引擎，這些引擎使用屏蔽不好和接地的復(fù)合材料。同時(shí)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更輕的材料要求使用光纖傳輸技術(shù)。

　　對(duì)上面所介紹的車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)做個(gè)簡(jiǎn)要總結(jié)，網(wǎng)關(guān)將不同的總線系統(tǒng)連接在一起。隨著時(shí)間的推移，專有的總線系統(tǒng)或點(diǎn)鏈接點(diǎn)將會(huì)消失，越來(lái)越多的汽車制造商將使用高容量的標(biāo)準(zhǔn)總線系統(tǒng)，同時(shí)規(guī)模經(jīng)濟(jì)將推動(dòng)CAN，LIN，F(xiàn)lexray和MOST 的成本下降。

　　部分工作網(wǎng)絡(luò)(Partial Networking)-將網(wǎng)絡(luò)從被動(dòng)傳輸介質(zhì)變成主動(dòng)能量管理的一部分。我們會(huì)在未來(lái)電池車和傳統(tǒng)車中看到廣泛的應(yīng)用。

　　FlexRay – 應(yīng)用于高帶寬高安全性的動(dòng)力系，傳動(dòng)系功能，歐洲高端車已經(jīng)量產(chǎn)應(yīng)用，不久會(huì)在歐洲中端車中和美國(guó)和日本的車型中出現(xiàn)。

　　以太網(wǎng)-未來(lái)車輛診斷，主動(dòng)安全，多媒體和通訊的有效解決方案。

　　隔離總線-新能源車高低電壓區(qū)中保護(hù)ECU，保護(hù)人體，保證通訊的總線。

　　48V網(wǎng)絡(luò)-增強(qiáng)微混能量回收和驅(qū)動(dòng)向小型化的車體供電網(wǎng)絡(luò)。

　　高壓電池通訊網(wǎng)絡(luò)-解決電池車單體電池組高壓堆疊通訊可靠性問(wèn)題的網(wǎng)絡(luò)。

　　車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車

　　汽車與外界的通信要求引發(fā)了 telematics (車載資通訊、遠(yuǎn)程處理、 通訊、信息服務(wù))技術(shù)的迅速發(fā)展。乘客對(duì)家外之家(車內(nèi))的互連、安全等級(jí)和舒適性等方面的期望值越來(lái)越高。車內(nèi)通信的要求將推動(dòng)從封閉式單個(gè)應(yīng)用程序向開(kāi)放式的可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)(可管理多個(gè)應(yīng)用程序)的過(guò)渡。隨著駕駛員和乘客對(duì)數(shù)字通信技術(shù)變得越來(lái)越在行，他們的需求也變得更為復(fù)雜，汽車行業(yè)預(yù)見(jiàn)到了對(duì)車內(nèi)帶寬日益增加的需求。因此，在符合汽車電子產(chǎn)品的嚴(yán)格行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，推出了高帶寬互連，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)性能而且價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠?；谝蕴W(wǎng)系統(tǒng)的大規(guī)模采用將實(shí)現(xiàn)新的功能和應(yīng)用程序在廣泛車型中的應(yīng)用，從而提升駕駛員安全性、舒適性和資訊娛樂(lè)功能。同時(shí)意味著即將生產(chǎn)出新一代的汽車，來(lái)為駕駛員和乘客提供各種令人激動(dòng)的“智能型”新功能。

　　在博通Timothy Lau看來(lái)，“先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)”，特別是輔助鏡頭停車系統(tǒng)，將隨著汽車網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展得以廣泛使用。例如，基于以太網(wǎng)的 360° 全景停車輔助系統(tǒng)可以將多個(gè)數(shù)字傳感器和攝像頭與低感光度、高分辨率的圖像和視頻捕獲結(jié)合起來(lái)，這是將汽車運(yùn)動(dòng)管理系統(tǒng)從封閉式的應(yīng)用程序過(guò)渡到開(kāi)放式的可擴(kuò)展駕駛員輔助網(wǎng)絡(luò)(多個(gè)系統(tǒng)可同時(shí)在該網(wǎng)絡(luò)中訪問(wèn)和共享重要信息)的一大創(chuàng)新。通過(guò)將經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的以太網(wǎng)技術(shù)與使用價(jià)格實(shí)惠的 CMOS 圖像傳感器收集的高分辨率圖像相結(jié)合，汽車 OEM 廠商可以有效地將復(fù)雜的停車輔助系統(tǒng)擴(kuò)展到更多車型，從而使重要的輔助功能不僅可以推廣到豪華車市場(chǎng)，而且可以推廣到非豪華車市場(chǎng)。

　　Broadcom基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品高級(jí)產(chǎn)品線經(jīng)理Timothy Lau

　　富士通半導(dǎo)體汽車電子產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早則聚焦在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)的Telematics系統(tǒng)將要求，對(duì)智能手機(jī)提供更方便的連接性，而且要面向云計(jì)算平臺(tái)來(lái)設(shè)計(jì)。為了支持對(duì)智能手機(jī)的連接，處理器必須要支持藍(lán)牙，USB和Wi-Fi等各種連接協(xié)議。云計(jì)算的引入，將會(huì)使人們更加關(guān)注人機(jī)界面(HMI)的改進(jìn)，要求處理器必須具備非常高性能的圖形處理器引擎。富士通最新GDC產(chǎn)品MB86R11，采用了ARM CA9 CPU內(nèi)核，內(nèi)部的Ruby 3D圖形處理引擎可以用來(lái)設(shè)計(jì)更加絢麗的人機(jī)界面，在芯片連接性方便，則提供藍(lán)牙、USB和Ethernet的連接。我們預(yù)計(jì)4G/LTE技術(shù)將會(huì)給汽車網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)全新的變化。4G/LTE最高超過(guò)100Mb/s的傳輸速率，車內(nèi)用戶將可以實(shí)時(shí)觀看高清視頻網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)播，視頻聊天和實(shí)現(xiàn)其他海量的后臺(tái)云計(jì)算應(yīng)用。

　　從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，汽車就不僅僅是個(gè)代步工具，越來(lái)越多的人喜歡在駕駛的過(guò)程中享受更多的娛樂(lè)和信息服務(wù)，這就是Infortainment(信息、娛樂(lè))。而對(duì)于21世紀(jì)的汽車而言，舒適性不僅僅指的是汽車的駕乘體驗(yàn)，更包含車內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)的豐富程度和服務(wù)質(zhì)量，可以說(shuō)，Infortainment已經(jīng)成為當(dāng)前汽車廠商一個(gè)重要的產(chǎn)品賣點(diǎn)，甚至成為汽車差異化的先鋒。

　　愛(ài)特梅爾公司汽車電子亞太區(qū)營(yíng)銷總監(jiān)吳彥翔在談?wù)揑nfortainment(信息、娛樂(lè))和遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)時(shí)認(rèn)為，它們需要大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可讓用戶檢索來(lái)自服務(wù)提供商的附加數(shù)據(jù)。隨著蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋了主干網(wǎng)，我們看到車內(nèi)信息娛樂(lè)系統(tǒng)使用越來(lái)越多功能強(qiáng)大的處理器、甚至多內(nèi)核 (multi-core) 處理器，來(lái)應(yīng)對(duì)車載軟件應(yīng)用、實(shí)時(shí)視聽(tīng)和圖形處理方面不斷增長(zhǎng)的需求。

　　飛思卡爾錢華感覺(jué)，Infortaiment技術(shù)的演進(jìn)，使得汽車越來(lái)像消費(fèi)電子領(lǐng)域靠攏，因此傳統(tǒng)消費(fèi)電子的產(chǎn)品將在汽車領(lǐng)域找到用武之地。對(duì)于面向Infortaiment系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)種類很多，有MOST，APIX, USB和 Bluetooth等，相對(duì)于傳統(tǒng)的用于控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如LIN, CAN, FlexRay，Infortaiment網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是數(shù)據(jù)帶寬的增加和處理復(fù)雜度的提高，這就需要處理器能有較高的主頻以及數(shù)字信號(hào)處理能力，此外在Infortaiment系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，圍繞處理器的整體開(kāi)發(fā)環(huán)境支持也變得至關(guān)重要，一個(gè)良好的開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境將幫助客戶提高開(kāi)發(fā)效率，加快上市的時(shí)間。