電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）數(shù)字化趨勢(shì)正在席卷全球各行各業(yè)，汽車行業(yè)也不例外。汽車行業(yè)在趨勢(shì)推動(dòng)下呈現(xiàn)出以下幾大發(fā)展方向，一是車聯(lián)網(wǎng)，二是傳動(dòng)系統(tǒng)電氣化和智能化混合操作，三是智慧交通，四則是自動(dòng)駕駛。

這些新功能的實(shí)現(xiàn)基于幾方面，首先是需要各功能/系統(tǒng)連接性增強(qiáng)，其次是需要重復(fù)使用傳感器信號(hào)以及通過(guò)云與后端通信并將汽車融入群體智能。高帶寬、高頻數(shù)據(jù)傳輸是實(shí)現(xiàn)連接性的關(guān)鍵所在。

汽車技術(shù)中的基石——連接

汽車技術(shù)的發(fā)展和革命性的進(jìn)步可以用三個(gè)大趨勢(shì)來(lái)概括，互連、自動(dòng)駕駛和電氣化。連接是這三個(gè)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)且重要的組成部分。汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)水平的提高，以及汽車與其他汽車、基礎(chǔ)設(shè)施和云計(jì)算的連接，可以說(shuō)“連接”這一環(huán)節(jié)是自動(dòng)駕駛和電氣化的前提。

在汽車領(lǐng)域流行的總線技術(shù)大家應(yīng)該都有所了解，CAN、LIN、MOST等這些都有自己擅長(zhǎng)的應(yīng)用，也是汽車實(shí)現(xiàn)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)。不過(guò)隨著車載網(wǎng)絡(luò)容量需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，上面這傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡(luò)受到的制約越來(lái)越大。汽車以太網(wǎng)在其中開(kāi)始發(fā)揮出重要作用。

其實(shí)，以太網(wǎng)在通訊領(lǐng)域早已獲得了廣泛的應(yīng)用，不僅技術(shù)成熟、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，還具有高帶寬與低成本的優(yōu)勢(shì)。早先受制于電磁兼容（EMC）的問(wèn)題沒(méi)有解決，導(dǎo)致這一技術(shù)在整車中沒(méi)有得到充分利用。隨著整車系統(tǒng)數(shù)據(jù)體量的不斷擴(kuò)大，這些數(shù)據(jù)來(lái)自車輛（例如傳感器和ECU），還有一些將來(lái)自空中接口（例如動(dòng)態(tài)地圖數(shù)據(jù)、軟件補(bǔ)丁、下載等），車載以太網(wǎng)作為車載網(wǎng)絡(luò)骨干，成了實(shí)現(xiàn)多層面高速通信的基石。

車載以太網(wǎng)連接的三條要求

汽車已經(jīng)進(jìn)入了軟件和連接的時(shí)代，在全球汽車行業(yè)，形成了一個(gè)全新的價(jià)值鏈。車載網(wǎng)絡(luò)和連接的核心是網(wǎng)絡(luò)的物理層—互連系統(tǒng)和布線/線束，對(duì)連接提出的需求，首先便是帶寬。例如具有66 -200MHz的100Mbit/秒的IEEE 100BASE-T1（IEEE802.3bw）、600MHz的1Gbit/秒得到IEEE 1000BASE-T1（IEEE802.3bp），這些以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)提供了汽車中傳輸數(shù)據(jù)越來(lái)越需要的大帶寬。同時(shí)，汽車以太網(wǎng)布線會(huì)更簡(jiǎn)單，避免了光纖網(wǎng)絡(luò)（MOST）的所有缺點(diǎn)。在不久的將來(lái)，汽車可能會(huì)有5到15條100Mbit/秒的汽車以太網(wǎng)線或是5條1Gbit/秒的線束。

挑戰(zhàn)不僅僅是為更大的數(shù)據(jù)包提供更多的帶寬，連接需要更靈活，顯示出一定的設(shè)計(jì)彈性的。滿足OEM對(duì)汽車電子/電氣架構(gòu)的不同設(shè)計(jì)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。例如，有些設(shè)計(jì)會(huì)使用更多的本地智能（分布在各種ECU或傳感器上），而有些設(shè)計(jì)則選擇在域ECU中設(shè)計(jì)更高計(jì)算能力的集中式體系結(jié)構(gòu)，不同的設(shè)計(jì)電磁兼容性也不盡相同，有些設(shè)計(jì)可能需要連接帶有更高水平的屏蔽，而有些應(yīng)用可能只需要簡(jiǎn)單的無(wú)屏蔽連接。以太網(wǎng)連接需要為不同的EMC需求級(jí)別提供足夠靈活性。

最后一點(diǎn)則是可靠性，汽車并不是網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)流量的“正常”環(huán)境，振動(dòng)、沖擊、熱、寒冷、潮濕、強(qiáng)性流體和車載電氣基礎(chǔ)設(shè)施中的電壓波動(dòng)對(duì)管理數(shù)據(jù)流提出了嚴(yán)格的要求。車載連接器都需要足夠耐用才能發(fā)揮作用。

車載以太網(wǎng)連接系統(tǒng)

目前汽車連接器行業(yè)領(lǐng)先的以太網(wǎng)連接器供應(yīng)商分別是TE、安波福和羅森伯格。TE的MATEnet系列是一個(gè)端到端互連平臺(tái)，特色在于模塊化和可拓展小型化。根據(jù)TE給出的測(cè)試數(shù)據(jù)，MATEnet不僅展示了1000BASE-T1規(guī)范的1 Gbps性能，而且還展示了5 Gbps的未來(lái)潛力（采用替代技術(shù)）。

高頻、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)信號(hào)的完整性有嚴(yán)格的要求。MATEnet在性價(jià)比上極高，既不會(huì)給物理層芯片能力（尺寸、功耗）帶來(lái)高負(fù)擔(dān)，也不需要高端布線，能夠很輕松地集成到現(xiàn)有的汽車連接接口。

安波福的AMEC以及羅森伯格的MTD因?yàn)殡p方技術(shù)合作，兩個(gè)系列在兩家廠商均有供應(yīng)。AMEC是汽車專用模塊化以太網(wǎng)連接器，特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)極為緊湊，采用單對(duì)雙絞線只有一對(duì)回路，占用空間極小，可以靈活運(yùn)用各種設(shè)計(jì)。MTD在設(shè)計(jì)上也獨(dú)具匠心，采用蜂巢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，串?dāng)_低、對(duì)稱性好，線纜到連接器接口的特性阻抗控制過(guò)渡區(qū)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。二者都是高規(guī)格車載以太網(wǎng)連接器中的熱門(mén)系列。

小結(jié)

越來(lái)越多的功能也開(kāi)始在汽車以太網(wǎng)連接器中實(shí)現(xiàn)，如PoDL電力和數(shù)據(jù)的混合傳輸，HDBASET內(nèi)聯(lián)連接器全雙工數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?。汽車?duì)網(wǎng)絡(luò)和帶寬的需求還會(huì)持續(xù)增加，飛速發(fā)展的多功能汽車以太網(wǎng)連接器能夠提供無(wú)縫處理更多數(shù)據(jù)所需的性能，為汽車技術(shù)的發(fā)展構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。