實(shí)現(xiàn)車(chē)輛組網(wǎng)的無(wú)縫連接

電子產(chǎn)品正在不斷改進(jìn)我們與汽車(chē)的互動(dòng)方式。隨著集成導(dǎo)航或免提通話(huà)不再是令人興奮的新功能，我們已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

如今的汽車(chē)搭載創(chuàng)新技術(shù)，并使用成百上千個(gè)半導(dǎo)體提升智能化、電氣化和安全水平。從空調(diào)座椅到定制燈光效果，半導(dǎo)體芯片能改善舒適程度；在某些車(chē)輛中，還可以通過(guò)多個(gè)觸摸屏或智能手機(jī)應(yīng)用支持這些功能。

現(xiàn)在是軟件定義車(chē)輛的時(shí)代，這也是汽車(chē)市場(chǎng)的一大趨勢(shì)，汽車(chē)制造商可以借此提升服務(wù)水平、個(gè)性化和便利性。

當(dāng)然，安全仍然最為重要，近93%的新車(chē)至少有一項(xiàng)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)功能^[1]。據(jù)估計(jì)，ADAS可避免多達(dá) 160 萬(wàn)起車(chē)禍（每年）和高達(dá)367億美元的損失^[2]。如果沒(méi)有半導(dǎo)體在 ADAS 和連接性方面為汽車(chē)帶來(lái)的進(jìn)步，這些數(shù)字是不可能實(shí)現(xiàn)的。

利用TI連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和可靠的車(chē)輛組網(wǎng)。

區(qū)域架構(gòu)是汽車(chē)領(lǐng)域的另一個(gè)趨勢(shì)，有助于實(shí)現(xiàn)軟件定義車(chē)輛。和按照電子控制單元 (ECU) 在車(chē)輛中的功能進(jìn)行分組的域架構(gòu)相比，區(qū)域架構(gòu)按照它們?cè)谲?chē)輛中的位置進(jìn)行分組。這些基于位置的 ECU（也稱(chēng)為區(qū)域控制模塊）利用現(xiàn)有和新的網(wǎng)絡(luò)接口，旨在實(shí)現(xiàn)車(chē)輛硬件和軟件架構(gòu)的集中化。

“德州儀器有能力滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)架構(gòu)轉(zhuǎn)變所帶來(lái)的所有主要通信需求。”德州儀器接口業(yè)務(wù)部副總裁 Tsedeniya Abraham 表示，“我們可以幫助設(shè)計(jì)人員管理和簡(jiǎn)化區(qū)域架構(gòu)所需的數(shù)據(jù)類(lèi)型組合?！?/p>

利用協(xié)議減少布線(xiàn)

隨著車(chē)輛中傳感器和執(zhí)行器數(shù)量的增加，車(chē)內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在增加。每個(gè) ECU 都需要與傳感器、執(zhí)行器和其他 ECU 通信，以準(zhǔn)確執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和安全功能。以往，這需要許多笨重的配線(xiàn)電纜在整個(gè)車(chē)輛內(nèi)傳輸電力和數(shù)據(jù)。

幸運(yùn)的是，區(qū)域架構(gòu)減少了布線(xiàn)、重量和成本，從而更好地優(yōu)化軟件定義車(chē)輛。以太網(wǎng)、控制器局域網(wǎng) (CAN) 和本地互連網(wǎng)絡(luò) (LIN) 等常見(jiàn)的通信協(xié)議對(duì)于整理日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量仍然至關(guān)重要。

例如，可以通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)超高速和超低延遲的安全關(guān)鍵型通信，以規(guī)避事故。CAN 或 LIN 等協(xié)議具有成本效益，非常適合其他帶寬較低的連接，如車(chē)窗升降、座椅溫度調(diào)節(jié)或動(dòng)力轉(zhuǎn)向。

“區(qū)域控制模塊之間的以太網(wǎng)是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇，而 CAN 或 LIN 則是每個(gè)區(qū)域內(nèi)最后一英里通信的高效快速選擇?！盩sedeniya 表示。

FPD-Link? 協(xié)議可通過(guò)單條電纜提供 13.5Gbps 的速率，因而能滿(mǎn)足要求苛刻的視頻傳輸要求。這足以應(yīng)對(duì)車(chē)輛中的柱間高分辨率顯示屏。

考慮到安全性，德州儀器的 FPD-Link 串行器/解串器 (SerDes) 的速度快到足以傳輸未壓縮的攝像頭數(shù)據(jù)，隨著車(chē)輛整合更多的 ADAS 功能，這是一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。

未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)對(duì)于減少視覺(jué)偽影至關(guān)重要，否則會(huì)干擾系統(tǒng)處理圖像和對(duì)圖像做出反應(yīng)的能力。FPD-Link 還是雙向的，因此即使在接收?qǐng)D像時(shí)，系統(tǒng)仍然可以控制攝像頭。

展望未來(lái)

鑒于需要集成各種協(xié)議，因此制造商轉(zhuǎn)而采用我們公司品類(lèi)豐富的汽車(chē)通信器件系列來(lái)應(yīng)對(duì)向區(qū)域架構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

無(wú)線(xiàn)技術(shù)同樣令人興奮。德州儀器汽車(chē)系統(tǒng)工程與營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)部總監(jiān) Fern Yoon 表示：“一些消費(fèi)者無(wú)需將汽車(chē)開(kāi)到修理廠(chǎng)，就能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)更新獲得新的性能或便利性功能，甚至遵守召回規(guī)定。”

憑借支持軟件定義車(chē)輛愿景的區(qū)域架構(gòu)，汽車(chē)制造商正在重新定義下一階段的駕駛員個(gè)性化、安全性和便利性。

Tsedeniya 表示：“德州儀器將繼續(xù)投資，以順應(yīng)當(dāng)今和未來(lái)的汽車(chē)架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)。”

參考資料：

[1] AAA. January 2019. “ADVANCED DRIVER ASSISTANCE TECHNOLOGY NAMES.” Accessed March 25, 2024.

[2] Khana, Abdullah, Corey D. Harper, Chris T. Hendrick, Constantine Samaras. Net-societal and net-private benefits of some existing vehicle crash avoidance technologies. Published in Accident Analysis & Prevention 125 (April 2019): pp. 207-216.