電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）互聯(lián)是各行各業(yè)正在發(fā)展的趨勢(shì)，汽車行業(yè)也不例外。隨著對(duì)于更加安全、環(huán)保的車輛需求不斷增加，像駕駛員駕駛輔助系統(tǒng) ADAS、360°攝像頭環(huán)視系統(tǒng)、接近檢測(cè)系統(tǒng)、V2V和V2X通信等功能正在變得更加重要，不再是“可有可無(wú)”的輔助功能。

這些功能的實(shí)現(xiàn)需要大量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，隨著各類功能的增加，可以預(yù)見數(shù)據(jù)需求會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)倒逼了設(shè)計(jì)人員需要對(duì)車輛的電氣/電子架構(gòu)做出重大改動(dòng)，以滿足日益增長(zhǎng)的傳輸數(shù)據(jù)量和傳輸速度。目前來(lái)看，方法無(wú)外乎是增加更多的專用 CAN網(wǎng)絡(luò)，或者是集成更快的通信協(xié)議進(jìn)入車輛，比如以太網(wǎng)。

汽車數(shù)字網(wǎng)絡(luò)基石——通信總線

汽車內(nèi)的各種通信總線技術(shù)，構(gòu)建起了汽車數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的CAN、LIN和FlexRay各司其職，還有MOST用于汽車多媒體和導(dǎo)航。LIN小巧而方便，性價(jià)比很高；CAN可靠、適應(yīng)性強(qiáng)，綜合能力優(yōu)秀；FlexRay價(jià)格高速度快、安全可靠。

在日益增長(zhǎng)的傳輸數(shù)據(jù)量和傳輸速度需求下，汽車需要將數(shù)據(jù)從任何源位置快速、無(wú)縫地傳輸?shù)狡渌康牡?。增加更多的專?CAN網(wǎng)絡(luò)這種辦法解決了一些數(shù)據(jù)傳輸升級(jí)面臨的困擾，而且從CAN到CAN FD，CAN總線已經(jīng)提升了不少（CAN FD最高可以達(dá)到8Mbps）。但即便是升級(jí)到CAN FD，增加更多的CAN FD網(wǎng)絡(luò)，在當(dāng)前自動(dòng)駕駛和主動(dòng)安全的需求之下，仍然顯得不太夠用。

以太網(wǎng)，不僅技術(shù)成熟而且標(biāo)準(zhǔn)化程度高，還具有高帶寬與低成本的優(yōu)勢(shì)。早先因?yàn)槠?a target="_blank">電磁兼容（EMC）的問(wèn)題沒(méi)有解決，導(dǎo)致這一技術(shù)在以前的整車中沒(méi)有得到充分利用。隨著EMC問(wèn)題的解決，在汽車數(shù)據(jù)量膨脹的推動(dòng)下車載通信架構(gòu)開始重構(gòu)，以太網(wǎng)開始在整車通信架構(gòu)里占據(jù)越來(lái)越重要的位置。

從傳輸速率上說(shuō)，以太網(wǎng)和其他總線的確不是一個(gè)級(jí)別，比如具有66 -200MHz的100Mbit/秒的IEEE 100BASE-T1（IEEE802.3bw）和600MHz的1Gbit/秒的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)急需的大帶寬。傳輸距離上，車載以太網(wǎng)可以構(gòu)建起覆蓋整個(gè)車輛內(nèi)部的廣域網(wǎng)絡(luò)，不再局限于CAN控制器與控制器之間的通信。

車載通信，從CAN到以太網(wǎng)的升級(jí)考慮

雖然CAN正在向以太網(wǎng)過(guò)渡，但是以太網(wǎng)不會(huì)取代整個(gè)現(xiàn)有CAN BUS協(xié)議，而是可以在適當(dāng)?shù)那闆r下在以太網(wǎng)中設(shè)計(jì)車輛最想要的功能，例如遠(yuǎn)程信息處理、診斷和ADAS。設(shè)計(jì)人員必須擴(kuò)展整個(gè)車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并在需要的地方使用以太網(wǎng)專用線路，以實(shí)現(xiàn)這些高級(jí)、數(shù)據(jù)密集型功能。

電氣/電子架構(gòu)的重構(gòu)將更多的高級(jí)和自動(dòng)化功能的添加了進(jìn)來(lái)，與 CAN 和其他以往協(xié)議不同，以太網(wǎng)交換機(jī)需要將信號(hào)完整、低時(shí)延的定向傳輸?shù)剿枘康牡亍Ｒ虼耸菍⒔粨Q機(jī)放置在新的專用電氣控制單元ECU內(nèi)還是放置在原本ECU內(nèi)都是需要考量的地方，同時(shí)需要多少電纜、連接器，以及如何放置它們，同樣也會(huì)影響通信效果。

另一方面，以太網(wǎng)能夠以更高的頻率運(yùn)行，因此，當(dāng)它位于其他電子器件附近時(shí)會(huì)很“敏感”。因此以太網(wǎng)的物理層元件，連接器和線纜必須提前考慮潛在的 EMI、機(jī)械干擾、質(zhì)量問(wèn)題，需要針對(duì)平衡和EMI對(duì)物理層的每個(gè)連接元件進(jìn)行控制。連接器的屏蔽和非屏蔽也需要充分考慮強(qiáng)磁干擾后進(jìn)行選擇，不同的ECU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。

汽車以太網(wǎng)連接器在高頻高速上的升級(jí)能夠從專用的以太網(wǎng)連接器性能上看出來(lái)，并且其性能升級(jí)已經(jīng)開始為未來(lái)更高的數(shù)據(jù)速率、更多的數(shù)據(jù)量做好了準(zhǔn)備。此外，越來(lái)越多的功能也開始在汽車以太網(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)鹊取?br />
小結(jié)

不能低估了元件機(jī)械性能對(duì)通信鏈路的影響，在以太網(wǎng)逐漸取代更多CAN應(yīng)用的時(shí)候，只有與之匹配的連接元件和布線，才能保證穩(wěn)定的海量數(shù)據(jù)傳輸和更快的傳輸速率，也有助于將其更方便地集成進(jìn)車載網(wǎng)絡(luò)中。