未來智能化自動汽車的發(fā)展一直受很多的不確定因素左右著，我們偶爾會聽到或者看到一些關(guān)于未來汽車發(fā)展的新聞，各種傳感器，智能應(yīng)用，大數(shù)據(jù)建設(shè)等應(yīng)用會在汽車中大幅應(yīng)用，不久的將來，我們會看到這些技術(shù)集于一身的智能化汽車。

此外，目前的L2級自動駕駛以及功能不斷豐富的信息娛樂系統(tǒng)，已經(jīng)對車載網(wǎng)絡(luò)的低延遲、高帶寬提出了要求。越來越多的汽車制造商正在車內(nèi)擴展以太網(wǎng)技術(shù)以應(yīng)對線束輕量化，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延和可靠性的需求。

目前，全球主要的車載以太網(wǎng)技術(shù)提供商包括Broadcom、Marvell、Microchip、NXP、TE Connectivity、Infineon、Realtek和Toshiba等企業(yè)。

而在全球半導(dǎo)體行業(yè)加快橫向整合的大背景下，車載以太網(wǎng)領(lǐng)域的兼并購也在加速。

近日，Marvell宣布全資(大約4.52億美元)收購初創(chuàng)公司Aquantia(尚未實現(xiàn)盈利)，補充現(xiàn)有產(chǎn)品組合，并擴大了其在Multi-Gig 2.5G/5G/10G以太網(wǎng)領(lǐng)域的市場份額。

其中，Aquantia的Multi-Gig汽車以太網(wǎng)技術(shù)，加上Marvell的gigabit PHY和安全網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，組合成高速車載網(wǎng)絡(luò)解決方案，并支持L4級和L5級自動駕駛成為可能。

此外，Marvell還將獲得Aquantia的現(xiàn)有業(yè)務(wù)關(guān)系。這包括Aquantia與英偉達合作開發(fā)的Xavier和Pegasus Drive AGX計算平臺(每秒傳輸10千兆比特)，這些系統(tǒng)有望被多家汽車制造商采用。

隨著汽車行業(yè)越來越多地采用車載以太網(wǎng)作為主流配置，相關(guān)端口的數(shù)量預(yù)計將大幅增長超過60%，從2018年的5300萬個增長到2022年的3.67億個。

眾所周知，傳統(tǒng)的車載CAN標準用于連接門控制器和傳輸系統(tǒng)，帶寬從小于1兆到每秒10兆不等(而從安全性角度，CAN網(wǎng)絡(luò)沒有足夠的能力來承擔(dān)有效傳輸和保護消息所需的加密)。LIN代表本地互連網(wǎng)絡(luò)，目標應(yīng)用程序包括可調(diào)側(cè)后視鏡。其他車輛網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括MOST和LVDS(攝像頭主要傳輸網(wǎng)絡(luò))。

以太網(wǎng)目前在汽車內(nèi)部使用，以支持每秒100兆到1000兆的網(wǎng)絡(luò)。隨著車內(nèi)越來越多的系統(tǒng)連接到相同的傳感器上，并相互交換信息和云計算，對帶寬的要求也越來越高。

例如，當汽車駛離停車位時，后置攝像頭不僅向儀表盤傳輸信息，還向避碰系統(tǒng)傳輸信息。這樣，汽車就可以自動剎車，以防其他周邊車輛或行人的盲區(qū)。

這就是以太網(wǎng)可以發(fā)揮最大作用的地方。有數(shù)據(jù)顯示，到2020年，攝像頭和顯示屏將使汽車中的高速鏈接數(shù)量增至1.5億條(屆時，新車以太網(wǎng)搭載率將達到40%)，到2030年，自動駕駛汽車系統(tǒng)將把這一數(shù)字大幅提高至11億條。

更高的速度也需要支持汽車不斷變化的電子電器架構(gòu)。長達數(shù)英里的車載線束，連接著上百個電子控制單元。未來，這些功能中的許多可能會被整合到中央計算機，這將從根本上改變傳統(tǒng)汽車的布線方式。

要知道，線束是汽車中最昂貴的部件之一，也是最重的之一(按照測算，以太網(wǎng)部署可以減少高達80%的連接成本和高達30%的電纜重量)。尤其是對于未來新能源純電動汽車而言，車身重量是決定續(xù)航里程的主要因素。

嗅覺靈敏的半導(dǎo)體廠商，都不會放過這個巨大的潛在市場。

全球最大的汽車芯片供應(yīng)商NXP也在去年宣布收購網(wǎng)絡(luò)IP初創(chuàng)公司OmniPHY，以加強自身的以太網(wǎng)解決方案的產(chǎn)品組合，補充基于現(xiàn)有標準的其他產(chǎn)品，包括CAN、LIN和FlexRay。

OmniPHY創(chuàng)建于2012年，目前擁有約100名員工。NXP收購OmniPHY將重點布局1.25~28Gbps PHY技術(shù)和10-、100-和1000BASE-T1車載以太網(wǎng)方案。

和Marvell類似，NXP手上還有一大利器，那就是安全網(wǎng)關(guān)。今年早些時候，NXP發(fā)布了一款名為MPC-LS的芯片組，提供“面向服務(wù)的網(wǎng)關(guān)”的計算平臺，可以監(jiān)控車輛健康狀況、執(zhí)行預(yù)測、觀察駕駛員行為，以及執(zhí)行其他功能。

該網(wǎng)關(guān)配置1個10千兆和5個千兆以太網(wǎng)接口，用于高帶寬網(wǎng)絡(luò);以太網(wǎng)包加速卸載處理器，用于實時處理CAN FD、LIN和FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的車輛數(shù)據(jù);以及用于可信引導(dǎo)、加密和安全密鑰管理的硬件安全性。

而面向服務(wù)的網(wǎng)關(guān)與之前的傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)有很大的不同：處理能力將在每秒千兆字節(jié)，遠遠超出了目前網(wǎng)關(guān)中的千比特和兆比特接口。

NXP負責(zé)汽車連接和安全的副總裁Jake Alamat表示:“MPC-LS芯片組為汽車網(wǎng)關(guān)的開發(fā)提供了強大的汽車和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)的結(jié)合，可以開啟一個汽車服務(wù)和邊緣處理的新時代。”

另一家車載以太網(wǎng)巨頭Broadcom(最早開發(fā)符合車規(guī)的以太網(wǎng)標準BroadR-Reach)，亦在不斷擴大領(lǐng)先的市場份額，這家公司在今年初發(fā)布了BCM8956X，這是一個汽車多層以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品系列(集成了100BASE-T1和1000BASE-T1 PHYs)，旨在解決自動和連接車輛對帶寬、靈活性、安全和時間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)日益增長的需求。

集成的PCIe接口提供到主機處理器的高帶寬連接，而芯片上的第3層流加速器從計算密集型路由操作中卸載主機處理器。此外，BCM8956X還具有先進的多級安全特性，包括用于線路速率加密的專用硬件安全模塊(HSM)塊、L2防黑客共計、深度包檢查和入侵預(yù)防報告。

此外，Broadcom已經(jīng)開始批量生產(chǎn)其汽車1000BASE-T1 PHY收發(fā)設(shè)備BCM8988X，使汽車原始設(shè)備制造商能夠立即將千兆以太網(wǎng)部署到單對UTP電纜上，用于車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

Broadcom物理層產(chǎn)品部門的高級營銷總監(jiān)Ali Abaye說:“隨著業(yè)界領(lǐng)先的安全多層交換機和千兆物理層的可用性，汽車制造商現(xiàn)在可以設(shè)計和構(gòu)建千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)，以解決高速安全網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。”

將多個ecu整合到域控制器中，同時分離傳感器和高計算處理，以實現(xiàn)高度自動化駕駛，將強制要求對車輛的數(shù)據(jù)主干傳輸網(wǎng)絡(luò)進行徹底變革。

一些半導(dǎo)體公司正在瞄準另一個標準HDBaseT，由來自日韓的LG、Samsung、Sony等公司，以及以色列的半導(dǎo)體公司Valens Semiconductor組成的HDBaseT聯(lián)盟開發(fā)。

HDBaseT并沒有像HDMI跟Display Port一樣重新設(shè)計一個新接口，而是采用以太網(wǎng)接頭，除了提供視頻信號傳輸功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)連接以及以太網(wǎng)供電(POE)功能。

去年，該聯(lián)盟推出了支持最高18 Gbps HDMI 2.0傳輸和4K分辨率的HDBaseT參考設(shè)計。在汽車行業(yè)，HDBaseT是目前唯一能夠使用原生網(wǎng)絡(luò)，支持傳輸高達6Gbs視頻和數(shù)據(jù)流的技術(shù)，使用汽車領(lǐng)域現(xiàn)有的100BASE-T1通道，通過一根非屏蔽雙絞線支持傳輸15米/50英尺。

汽車以太網(wǎng)的建設(shè)勢在必行，智能化應(yīng)用大勢所向。不久的將來，未來汽車將會很快出現(xiàn)在我們的眼前，未來以來，智能以太網(wǎng)汽車的時代將會到來。