車載以太網：下一代聯網技術讓汽車更智能

本刊實習記者 | 許冬琦（整理編譯）

車載以太網將多種車內網絡整合為一體，實現徹底的互聯互通，提高汽車安全性的同時，也降低了汽車廠商研發和生產成本，有望成為汽車行業公認的下一代聯網系統。

為了提高汽車的安全性，用戶開始不斷要求提高車輛的駕駛控制性能，這就需要更高速、更可靠的通信網絡；隨著汽車內電子產品和部件的不斷增加和普及，攝像頭、診斷、自動泊車、信息娛樂等系統之間的數據傳輸和交換對車內網絡的帶寬提出了挑戰。客戶需要靈活和經濟實惠的互連解決方案，以滿足對無縫集成在汽車網絡中的信息、娛樂及安全功能日益增長的需求。

汽車廠商希望能夠統一車內網絡，而以太網則有希望將多種車內網絡整合為一體，實現徹底的互聯互通。在CES2012上，Broadcom（博通）公司展臺展出了在車輛上使用以太網的技術創新。其中演示了汽車制造商除了提供車載信息娛樂功能，還可以加入保證駕駛員的安全的功能，例如，當有其他駕駛者進入你的車道時，通過攝像頭就可以捕捉到。

未來汽車網絡技術

對于車載以太網這一下一代聯網系統，各汽車公司紛紛表示出濃厚的興趣。2013年寶馬X5模型車的360度全景泊車系統中將首次采用以太網寬帶技術，豐田也將采用同時涵蓋控制系統及信息系統的車載以太網技術。

而早在2010年，寶馬汽車就和半導體供應商博通公司共同提出了汽車以太網技術。以太網廣泛應用于工業自動化和通信行業，比起汽車中另一個寬帶技術MOST而言，能夠更加迅速地把硬件、軟件和研發成本降下來，因此寶馬視其為下一代關鍵技術，從2005年就通過收購等方式介入該領域的研發。豐田在2007~2008年也開始考慮采用以太網。該公司在2004年成立了計劃實現車載LAN接口規格標準化等團體，并與日本國內汽車廠商及部件廠商等積極進行了開發。

汽車網絡屬于一個新興應用，并且在近年獲得了非常迅猛的發展，而隨著網絡帶寬的演進，以太網的發展速度遠超過了其他網絡技術。博通公司基礎設施和網絡集團汽車網絡產品高級產品線經理Timothy Lau先生指出，以太網的特點是低成本、高帶寬，非常適合汽車市場中的車載娛樂、視像系統應用，可取代那些需要高帶寬的應用。

與此同時，車載網絡需要兼容性和開放的架構去支持，必須具備可擴展性，支持多種系統和設備，需要具有融合能力和開放的架構。博通公司發布了其面向車載網絡的以太網系列產品，進入汽車市場。同時，博通公司、恩智浦半導體公司、飛思卡爾半導體公司和哈曼國際公司宣布，成立一個特別興趣小組（SIG）——OPEN聯盟（One-Pair Ether-Net），以促進基于以太網的汽車互連的廣泛采用，寶馬和現代汽車公司也共同參與組建了開放聯盟。

該聯盟的宗旨是促進建設一個未來汽車網絡標準的開放系統。基于以太網技術提供高達100Mbit/s的網絡速度，可以提供更快、更輕的聯網系統；同時建議使用單一非屏蔽雙絞線電纜，這樣一方面有助于減輕車重，另一方面也可以有效提高汽車燃油效率，對環境有益。在機載系統方面，由于布線成本低，也降低了生產開支，使得一些汽車公司受益。

國際汽車零部件供應商大陸也已加入這個開放聯盟。大陸集團執行董事會成員和內部分工負責人赫爾穆特·Matschi認為，“使用以太網是汽車電子系統集成的理想解決方案，在開放聯盟中，我們可以定義整個行業的標準，從而最大限度地縮短開發成本。同時通過這種方式，可以進一步協調與世界汽車消費類電子產品在安全管理的方式。”

博通專門針對汽車半導體市場的嚴格要求推出全球第一個以太網汽車互連解決方案系列，允許多個車輛系統（如信息娛樂系統，自動駕駛輔助）同時訪問單一非屏蔽雙絞線電纜的信息，并能夠以單對非屏蔽雙絞線提供100Mbit/s及更高的寬帶性能，將互連成本顯著降低80%，并使電纜重量減輕30%。汽車制造商也可以顯著降低連接成本和布線重量，并幫助實現從多種封閉式應用系統向開放的、可擴展的基于以太網網絡的遷移。

實現徹底的互聯互通

汽車網絡目前有LIN、CAN、Flexray等幾種網絡標準，這些網絡各自獨立，并沒有連接起來。汽車廠商希望能夠統一車內網絡，而以太網則有希望將多種車內網絡整合為一體，實現徹底的互聯互通。

博通基于標準的以太網專利技術BroadR-Reach的一個具體的應用案例有ADAS——駕駛員輔助系統，可實現物體檢測，停車時查看四周情況，車道偏離報警和遠光控制。此外還有信息娛樂系統和車載診斷系統。

博通、飛思卡爾和OmniVision也推出了3方共同開發的360度全景消車輔助系統，這是全球第一款基于以太網的泊車輔助系統。其中采用了博通BroadR-Reach BCM89810獨立型物理層收發器（PHY）、Freescale 32位微控制器（MCU）和OmniVision CMOS圖像傳感器。該系統將在寶馬2013年推出的X5模型車上亮相。而且，專門提供高端音響設備的哈曼國際也正在開發基于以太網的汽車音響系統。

恩智浦半導體也宣布進軍汽車以太網開發領域，成為首家在車載網絡產品中采用博通BroadR-Reach以太網技術的汽車半導體供應商。根據Gartner公司的數據顯示，預計到2014年，全球汽車半導體收入將超過250億美元。恩智浦公司汽車業務部戰略與新業務副總裁Lars Reger表示：“汽車以太網是我們種類繁多的車內網絡產品下一步的必然發展方向，可使我們的產品實現從LIN、CAN和FlexRay直至以太網的演進。”作為車載網絡電子元件的實力供應商，恩智浦此舉使BroadRReach成為車載以太網領域實際的開放式標準。

通過使用新的網絡技術，將多種車內網絡整合為一體，可以使汽車更安全、舒適、便利，并且能夠更迅速地響應變化的輸入信號，未來車輛將會變得更“聰明”。

（文章摘自BROADCOM《In-Car Ethernet Paves the Way for New Features, Increased Efficiency》、Intertraffic.com《Continental says Ethernet is car networking technology of the future》、carsales.com.au《Hyundai, BMW get behind Ethernet》、EETimes《Broadcom launches connected-car Ethernet portfolio》）。

OPEN聯盟促進將100Mbit/s以太網互連作為汽車網絡應用標準

在短期內，SIG的成員將努力發展全行業標準，支持網絡遷移應用，推出第三方測試的機會，并建立認證程序。OPEN聯盟旨在促進將100Mbit/s以太網互連作為汽車網絡應用標準并加以廣泛采用，該聯盟計劃在未來數月內增加更多汽車供應商和制造商成員。所有有興趣的OPEN聯盟成員公司都可以獲得使用BroadR-Reach性能規范的許可，只需按照RAND條款從博通獲得一個許可證即可。