毫不夸張地說，互聯(lián)互通是我們所有日常技術(shù)能夠發(fā)揮作用的命脈，并延伸到我們汽車內(nèi)部的連接。不過，在這篇博文中，我們探討的不是司機、乘客及其設(shè)備的無線通信。相反，我們說的是一種總線，它在汽車內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)，使其所有部件能夠相互通信，從車窗到ESP和ABS系統(tǒng)，再到任何需要駕駛員輸入的電子系統(tǒng)。

汽車制造商的現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸始于1983年控制器局域網(wǎng)總線(CAN總線)的發(fā)展，從這個較低的起點開始，線纜和連接選項的數(shù)量迅速增加，以跟上不斷增長的車輛周圍移動數(shù)據(jù)的更多需求：事實上，CAN XL于2019年推出。市場上有這么多的選項，很難知道哪一個在速度、可用性和功能方面真正領(lǐng)先。

幾十種選擇：一個贏家

下面可以看到從1983年到現(xiàn)在的一系列不同的連接標(biāo)準，以及它們數(shù)據(jù)傳輸速度方面的衡量標(biāo)準。雖然這并非衡量網(wǎng)絡(luò)的唯一指標(biāo)，但它肯定是一個主要標(biāo)準。

然而，車內(nèi)連接的鼻祖CAN 總線，在數(shù)據(jù)速度方面與電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE)以太網(wǎng)標(biāo)準相比步履蹣跚，尤其是在高端方面。這些數(shù)字清楚地描繪了任何明智的工程師會選擇什么來連接車輛中的無數(shù)系統(tǒng)。

正如我們上面所說，這里并非只關(guān)注峰值傳輸速度，但車輛最通用的選擇是能夠廣泛連接。以太網(wǎng) IEEE 802.3bw 不僅提供了千兆位的速度，而且它還有一個特點，使它非常適合復(fù)雜的車內(nèi)環(huán)境，即它可以擴展到多個子系統(tǒng)，使它們能夠通過一對電纜發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。當(dāng)與高速點對點IEEE標(biāo)準同級總線一起部署用于干線通信時，以太網(wǎng)成為車輛電子設(shè)計靈活性的解決方案。

以太網(wǎng)是每個人都聽說過的名字，無論是工程師還是最終用戶。它作為連接標(biāo)準無處不在，這意味著它得到了市場上幾乎所有的操作系統(tǒng)和SoC 的支持。在設(shè)計任何給定車輛的完整電子生態(tài)系統(tǒng)時，這使設(shè)計變得更加輕松。信息娛樂系統(tǒng)可能正在運行 AndroidAuto，ADAS 功能可能運行在定制的 Linux 層上，傳感器和攝像頭可能使用自己的定制操作系統(tǒng)，但以太網(wǎng)可以支撐這一切。

由于在所有這些設(shè)備中都普遍使用傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (TCP/IP)，使用以太網(wǎng)意味著在為汽車專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(如CAN總線)創(chuàng)建自定義層方面無需額外的工作。

這種可擴展性、標(biāo)準化和通用性的結(jié)合，使得系統(tǒng)能夠處理任何事情，從簡單的遠程通信，到未來自動駕駛汽車所需的數(shù)百個傳感器，使用相同的基本組件。

更多的數(shù)據(jù)，更多的決策，更多的安全關(guān)鍵命令

我們看到，在很短的時間內(nèi)，車輛周圍的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)指數(shù)級增長。越來越多的車輛配備了ADAS功能，在真實世界中，數(shù)十個攝像頭記錄高達4K的圖像，這些攝像頭必須將這些數(shù)據(jù)傳遞給處理器進行決策，因此需要高達 400Gbps 的網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)于大容量數(shù)據(jù)，目前主要有兩個的解決方案。第一種方法是避免需要如此高的帶寬，不是集中處理所有數(shù)據(jù)，而是在邊緣傳感器上處理盡可能多的數(shù)據(jù)。然后，這種處理的結(jié)果可以小得多的數(shù)據(jù)包移回中央處理器。但是，這會增加成本，并可能影響數(shù)據(jù)饋送的可靠性。通過為每個傳感器或傳感器組配備一個獨立的處理器，將大大增加車輛的硅面積和成本。

第二種方法是使用高帶寬連接(如最新的IEEE以太網(wǎng)標(biāo)準)，通過交換機或路由器將原始數(shù)據(jù)移回中央處理器。這不僅降低了分散處理的成本，同時由于 IEEE 標(biāo)準可以減少瞬態(tài)故障的發(fā)生，還可以確保數(shù)據(jù)傳輸更加安全。

沒有目的地的數(shù)據(jù)是無用的

這個難題的最后一塊是互聯(lián)。由于每秒有幾十個或幾百個數(shù)據(jù)流和數(shù)百萬個命令，您需要一些東西來控制這些數(shù)據(jù)流，并確保數(shù)據(jù)在正確的時間、正確的位置無故障地到達。

Imagination 的 EPP可以做到這一點，同時符合最高的汽車安全標(biāo)準?；贗maginationEPP 的時間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 功能，在發(fā)生故障時可以以冗余方式發(fā)送數(shù)據(jù)包，這意味著問題可以在發(fā)生之前修復(fù)或在往返之后記錄。

TSN 還使EPP能夠優(yōu)先考慮被系統(tǒng)標(biāo)記為安全關(guān)鍵的某些功能或數(shù)據(jù)包。這意味著，如果存在帶寬限制，并且必須在發(fā)送安全關(guān)鍵傳感器數(shù)據(jù)和與藍牙接口的命令之間進行選擇，EPP可以發(fā)送更重要的數(shù)據(jù)包，從而確保功能安全。

所有這些結(jié)合在一起，使Imagination能夠提供符合ASIL-B和ISO 26262認證一致性標(biāo)準的EPP，用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)。安全實惠縱觀汽車電子行業(yè)的眾多線纜標(biāo)準，以太網(wǎng)是明顯的贏家。其高帶寬和廣泛采用意味著它是一種經(jīng)濟高效且強大的車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)方式。再加上高質(zhì)量的 IP，如 Imagination已經(jīng)開放許可的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包處理器(EPP)，這是目前和將來提供駕駛員在車輛周圍所需要高級功能的最安全方法。