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半导体大厂们支持哪款车载以太网标准?
2015-09-28 21:38:08
来源:
未知
先进驾驶辅助系统(ADAS)的进步以及自动驾驶车的出现,成为助长“
汽车
内部需要传感器数据进行传送”的两大趋势。恩智浦
半导体
(NXP Semiconductors)车载网络产品线副总裁兼总经理Toni Versluijs解释,在这种情况下,
汽车
需要一种能够处理高达100Mbps数据率(FlexRay的10倍)的拓扑。
包括博通(Broadcom)与恩智浦等
芯片
公司,以及像BMW等
汽车
OEM已经开始拥抱
车载以太网
标准——BroadR-Reach,这是一项由‘单对以太网络联盟’(OPEN Alliance)所定义的技术标准。
但
车载以太网
至今发展得如何呢?
尽管BroadR-Reach在近年来逐渐取得了动能,但目前唯一采用基于BroadR-Reach
车载以太网
的
汽车
仍是BMW的X5系列休旅车。BMW目前采用的还是初步的建置方案,据称仅用于连接
汽车
的摄影机至选配的环景系统电子控制单元(ECU)。
那么,其他的
汽车
制造商在哪儿呢?是什么原因让他们对使用
车载以太网
却步呢?
车载以太网
怀疑论者质疑BroadR-Reach的规格、
芯片
以及缺少IEEE标准;例如涉及BroadR-Reach的IP议题、
芯片
供应有限,以及需要更多功能特色——在同步时更快的数据率与效率。
汽车
业界要求的时间关键型应用还需要更多的改进与完善。
微芯科技(Microchip)是唯一一家采用媒体导向系统传输(MOST)技术标准作为车载信息娱乐骨干的
芯片
供应商,因此也一直附和
汽车
制造商采用BroadR-Reach速度缓慢的看法。
微芯科技副总裁Dan Termer指出,
汽车
OEM与一线厂商目前都在呼吁
车载以太网
“还未能准备好迎接黄金时代。”他并补充说,
汽车
业界正开始发现基于BroadR-Reach的以太网络规格、硬件工具与软件层都还“尚未到位”。
恩智浦在上个月初推出据称是“首款包括以太网络收发器(TJA1100)与以太网络交换器(SJA1105)的真正
汽车
产品组合,”或许能够在此时带来一线曙光。
Versluijs在接受记者采访时表示,恩智浦“真正的”
车载以太网
收发器是一款“专为
汽车
应用打造的技术”。他解释说,这款新
芯片
方案拥有
汽车
产业长久以来所期待的多项硬件功能,同时还提供符合
汽车
OEM与一线厂商严格期待的“软”功能。
例如,恩智浦以太网络部门总监Guenter Sporer表示,其
车载以太网
PHY不仅包含-40℃至+125℃的
汽车
级温度范围,还具备监控
电源
电压的诊断功能、支持低功耗睡眠模式,以及MIDI接脚提供静电放电(ESD)和瞬时保护。
Versluijs 强调恩智浦在
汽车
市场的经验,“我们了解1ppm——百万分之一的组件故障机会——会对于一线厂商与
汽车
OEM造成什么影响。”作为一家
芯片
供应商,当故 障发生时就得准备好迅速采取行动以及进行深入的分析,他解释说:“我们知道与他们合作以及共同解决问题的重要性。”
恩智浦也有信心可让
芯片
按时交货。新的以太网络收发器TJA1100原型已可提供样片,预计将在年底前进入量产。该公司表示,恩智浦首款
以太网络交换器(SJA1105)
已经交由
汽车
制造商
测试
,可根据客户要求提供。
BroadR-Reach技术IP
Gartner公司研究总监James Hines表示,“对于
汽车
级组件除了一般扩展的温度范围以及可靠性的质量要求外,以太网络在
汽车
应用中的主要技术挑战一直是在
汽车
的电子讯号嘈杂环境中维持讯号完整性。”
但是,BroadR-Reach的规格能够解决这个问题,Hines说,“让恩智浦的产品‘真正专用于
汽车
解决方案’的事实是他们采用了BroadR-Reach标准。”
另一方面,微芯科技
汽车
信息系统部门资深经理Henry Muyshondt认为大多数的
汽车
制造商并不可能直接跳向现行的BroadR-Reach标准,“他们宁愿等待基于IEEE规格的
芯片
出现。”IEEE 目前正根据BroadR-Reach开发“更通用的标准”。这些标准包括100Base-T1和1000Base-T1。
在IEEE的标准化以及即将以100BASE-T1之名发布的技术,“将进一步提高对于这项技术的接受度”,恩智浦公司也认同这样的看法。
不过,Gartner的Hines指出,还有
芯片
供应商的问题。
“目前推动
车载以太网
导入的主要障碍在于
汽车
OEM与一线电子设备制造商的顾虑,他们担心市场上的供应商还太少。只要博通仍控制着BroadR-Reach
芯片
的关键IP,这种顾虑可能还会持续存在。”
他解释说,博通握有多项与以太网络技术相关的专利,经由OPEN联盟推动成为BroadR-Reach品牌的
汽车
连网解决方案。
博通授权技术给恩智浦以及其他
芯片
供应商。麦瑞
半导体
(Micrel)和Marvell则开发自己的
车载以太网
PHY和交换机产品组合(当然麦瑞
半导体
现在已经是微芯科技的一部份了),但两家公司都不是OPEN联盟的成员。因此,在Hines看来,“互操作性仍然会是一个问题。”
由于OPEN联盟倡议的BroadR-Reach标准得到大多数的业界支持,他说,“这项标准最有可能脱颖而出,成为
车载以太网
的主导标准。”
车内不同网络共存?
恩智浦对于自家公司为全球
汽车
产业出货CAN、LIN和FlexRay收发器已达60亿套的成绩感到自豪,“平均每天供应两百万套收发器。”该公司并强调,以太网络“将补强这些现有的标准,并在未来的几个
汽车
世代取代MOST。”
业界分析人士认为,MOST最终将被以太网络超越。但他们也指出,未来将会有更多不同的连网技术持续在
汽车
内部共存。
例如,针对连接车载信息娱乐显示器与基于摄影机的ADAS应用,以太网络与MOST都不会是现有任务的优先选择。
目前,单对
车载以太网
支持高达100Mbps的速度。受限于100Mbps带宽使得更高分辨率的视讯必须在摄影机端先行压缩,而在链路的另一端再进行解压缩。
相反地,当今典型的ADAS采用低压差分讯号、低噪声、低功耗与低振幅的方法,透过铜缆线实现Gbps级的高速数据传输。
延迟是另一个值得关注的问题。以ADAS来看,在多台摄影机系统中的视讯讯框必须同步。基于以太网络的应用通常使用音频—视讯桥接(AVB)软件来同步摄影 机。除了压缩编码/译码以及进行封包可能导致高达10毫秒或更高的以太网络摄影机延迟以外,当然还得考虑到由AVB产生的额外开销。
IHS Technology
汽车
半导体
总分析师Luca De Ambroggi认为,甚至是在这一波ADAS广泛采用的浪潮下,还有其他许多连网技术将同时存在。由于“以太网络的安全应用涵盖仍然有限,我们看到 FlexRay还会持续出现在ADAS主动系统中,因为它的容错标准与实时性能等优点。以太网络一开始将会作为FlexRay的冗余通道,并在持续一段时间后才会完全取代。”
车内网络应用概况:以太网络/IP将与带宽标准(如CAN)共存
现在再回头看看微芯科技。
这家总部位于美国亚利桑那州Chandler的
芯片
公司并非对于
车载以太网
的未来潜力视而不见。但该公司也相当清楚
汽车
产业有多么地保守。
微芯科技的赌注就押在
汽车
制造商一向“缓慢、零星采用新技术的方式,”Termer解释说:“
汽车
制造商并不会在很快的时间内突然抽换掉已经安装在
汽车
中的现有总线系统。更重要的是,微芯科技将持续开发MOST装置,以满足
汽车
产业的需求。”
于此同时,恩智浦依然看好其
车载以太网
的发展前景。
从过去几年来与
汽车
OEM和一线厂商之间广泛且密集的合作基础下,该公司表示,“我们观察到市场上对于OPEN联盟推广的BroadR-Reach技术接受度真的开始加速提升了。”
根据NXP 指出,“目前已有几家OEM正着手以太网络解决方案的开发,并预计将在2018年至2020年推出的下一代
汽车
中导入这项技术方案。”
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