在軟件定義汽車（SDV）架構(gòu)下，攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)、顯示、域/區(qū)控制器等高帶寬端點(diǎn)不斷增多，車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)必須同時(shí)滿足更高帶寬、低時(shí)延、強(qiáng)同步、強(qiáng)安全、低功耗與低成本。目前整個(gè)行業(yè)是Serdes（串行器/解串器）主導(dǎo)著傳感器如攝像頭，雷達(dá)，視頻顯示應(yīng)用領(lǐng)域的大帶寬數(shù)據(jù)傳輸，而ETH則承擔(dān)著域控網(wǎng)絡(luò)的“Backbone”的角色。近年，新的Serdes技術(shù)如MIPI A?PHY、ASA Motion Link（含 MLE）、GMSL 等——紛紛向以太網(wǎng)（ETH）生態(tài)與接口靠攏：它們要么直接“承載”以太網(wǎng)幀，要么在物理層定義與以太網(wǎng) MAC/XGMII 對(duì)接的能力，力圖在非對(duì)稱、定向傳輸場(chǎng)景中把“視頻主干 + 輕控制返向”的鏈路做到更低時(shí)延、更高性價(jià)比。那么這些新技術(shù)的立足點(diǎn)是什么呢？首先我們需要了解Serdes“非對(duì)稱、定向傳輸”的特點(diǎn)，如視頻的大數(shù)據(jù)包是從攝像頭傳輸給控制器的（俗稱Downstream），而反方向的控制鏈路（俗稱Upstream）的數(shù)據(jù)量則相對(duì)較小。那我們?cè)倏纯串?dāng)前的區(qū)域控制的架構(gòu)（Zonal Architecture），數(shù)據(jù)有明顯的向中央計(jì)算單元（HPC）集中的趨勢(shì)，這需要大帶寬傳輸網(wǎng)絡(luò)的支持，而中央計(jì)算單元向邊緣控制器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量則相對(duì)較少。這樣一對(duì)比，就不難理解Serdes網(wǎng)以太網(wǎng)邁進(jìn)的應(yīng)用場(chǎng)景了。而ETH在工業(yè)應(yīng)用中原生提供了各種帶寬下的全雙工通信，多數(shù)情況下是對(duì)稱傳輸?shù)?。在車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)景下，需要有針對(duì)usecase的優(yōu)化，以滿足更好的實(shí)時(shí)性，魯棒性，以及成本最優(yōu)的要求。這里是一個(gè)ASA Motion Link 2.0與ETH （802.3ch）數(shù)據(jù)通道延時(shí)的對(duì)比：

很明顯，802.3ch的前向傳輸延時(shí)在1024~4096ns之間，而ASA2.0僅在240~480ns之間，這是一個(gè)非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其它的Serdes技術(shù)也有類似的技術(shù)指標(biāo)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，MIPI A-PHY，ASA和GMSL向以太網(wǎng)支持邁進(jìn)的方式略有不同：MIPI A-PHYMIPI A-PHY具有較強(qiáng)的泛協(xié)議能力，在數(shù)據(jù)鏈路層（APDLL）下設(shè)PAL 適配層以承載包括CSI?2、DSI?2、I2C、GPIO等多種上層協(xié)議。PAL/ETH規(guī)范提供了把以太網(wǎng)幀（EF）打包為 A?PHY 的A?Packet并進(jìn)行分片（Chunking）與封裝（Packing）的流程，用 PAL/ETH 達(dá)到對(duì) ETH MAC 層的透明隧穿與時(shí)延控制。ASA Motion LinkASA 2.0直接定義了MLE（Motion Link Ethernet）：在不對(duì)稱/對(duì)稱模式下以XGMII+ 64b/65b映射承載以太網(wǎng)負(fù)載，給出MLES_sym（對(duì)稱1G/2.5G/5G）與MLES_M/G（不對(duì)稱2.5G/5G/10G）等多檔，支持DnTX/UpRX或DnRX/UpTX的角色配置，面向端到端以太網(wǎng)部署，把“不對(duì)稱以太網(wǎng)”變成PHY層原生能力。GMSLGMSL作為Serdes行業(yè)的大哥，占有較大的市場(chǎng)份額，在走向開(kāi)放的道路上，直接成立了一個(gè)OpenGMSL聯(lián)盟，開(kāi)始了GMSLE（GMSL?Ethernet）的開(kāi)發(fā)。面向 IEEE 802.3dm 任務(wù)組，提出在下行高速（2.5/5/10Gbps NRZ/PAM4）+ 上行低速（100 Mbps DME）的FDD（頻分雙工）架構(gòu)下，通過(guò)類混合器 + 回聲削減實(shí)現(xiàn)同軸雙向并行通信，同時(shí)XGMII接口 + 64b/65b 編碼 + RS?FEC以與以太網(wǎng)對(duì)接。隨著 ASA?MLE、PAL/ETH、GMSLE 等方案成熟，“端到端以太網(wǎng)”與“Serdes 接入優(yōu)化”兩條路徑將逐步匯合：接入層用最合適的 Serdes，MAC/網(wǎng)絡(luò)層保持以太網(wǎng)的一致性。未來(lái)我認(rèn)為更應(yīng)把Serdes 視為以太網(wǎng)的強(qiáng)力伙伴——在邊緣替換對(duì)稱 PHY 與專用總線，在骨干與服務(wù)化層與以太網(wǎng)融合共生。這既是技術(shù)趨勢(shì)，也是面向 SDV 性能/成本最優(yōu)解。如果你也想看看SerDes當(dāng)前的生態(tài)，請(qǐng)參閱：熵減：Serdes行業(yè)的演變
參考資料

• AVIVA《ASA?MLE: The New Ethernet》
• MIPI《PAL/ETH v1.0》
• Analog Devices《GMSLE Baseline Proposal for IEEE 802.3dm》
• MIPI《A?PHY v2.0》
• ASA《Transceiver Spec v2.0》