利用以太網(wǎng)推動汽車電子人性化發(fā)展 ——專訪Broadcom公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品高級產(chǎn)品線經(jīng)理 Timothy Lau

The products of auto electronics are no longer considered as a series of independent modules irrespective to each other, but gradually evolved step by step into an auto carried network much more seamless. Through use and by verification, mutual connected by Ethernet technology based on IP (Internet Protocol), the auto manufacturers can shorten the gap between recreation content and function in a single network, and greatly reduced the cost of mutual connection and weight of cables. Here, the Broadcom Company, Basic Establishment and Network Group, the High Class Product Line, Auto Network Product, the Manager, Mr. Timothy Lau has the solution for the industrial circle.

隨著家用電子產(chǎn)品的日趨成熟，消費(fèi)者對家外之家（車內(nèi)）所使用產(chǎn)品的互連性、安全等級和舒適性的期望值變得越來越高。汽車電子網(wǎng)絡(luò)化，成了未來智能化汽車一個非常重要的發(fā)展趨勢。因此，隨著科技的不斷發(fā)展，車載電子產(chǎn)品的數(shù)量和復(fù)雜性都在不斷提高，旨在把握住消費(fèi)者對駕駛體驗的預(yù)期，占得市場先機(jī)。而碰撞警示系統(tǒng)、舒適性控制系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)和先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)只是當(dāng)今眾多復(fù)雜應(yīng)用的冰山一角，這些應(yīng)用對車載網(wǎng)絡(luò)間的帶寬和互連的需求日益增加。汽車制造商和OEM廠商必須通過不斷創(chuàng)新來有效地滿足這些需求，而相應(yīng)的產(chǎn)品市場已成為他們重要的商業(yè)競技場。

在該市場中，汽車電子產(chǎn)品無法再被視為一系列彼此無關(guān)的獨(dú)立組件，而是正逐步演化為一個更為無縫的車載網(wǎng)絡(luò)。通過使用驗證，基于IP的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行互連，汽車制造商可以縮小單一網(wǎng)絡(luò)中功能和娛樂內(nèi)容之間的差距，并大幅降低互連成本和電纜重量。在此，現(xiàn)任Broadcom公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)（ING）汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品高級產(chǎn)品線經(jīng)理Timothy Lau為業(yè)界破題。Timothy Lau主要負(fù)責(zé)中小企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及主流消費(fèi)應(yīng)用。他擁有20多年的行業(yè)技術(shù)經(jīng)驗，成功管理了涉及網(wǎng)關(guān)市場、移動圖形、個人電腦和內(nèi)存技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺的眾多產(chǎn)品。Timothy Lau先生加入Broadcom之前，曾在括NVIDIA、惠普、三星半導(dǎo)體公司擔(dān)任產(chǎn)品管理職位。

《汽車零部件》： 您如何看待不斷演變的車用以太網(wǎng)？

Timothy Lau：以太網(wǎng)對于車用電子產(chǎn)品來說并不陌生，但直到最近，以太網(wǎng)的使用依然僅限于車載診斷系統(tǒng)(OBD) ，而不是面向乘客的眾多應(yīng)用。在服務(wù)設(shè)置中，乘客離開且發(fā)動機(jī)關(guān)閉時，技術(shù)人員才可以使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)互連來進(jìn)行測試和診斷。若要在發(fā)動機(jī)工作時，實(shí)現(xiàn)OBD應(yīng)用到車載網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，當(dāng)今的以太網(wǎng)解決方案必須面對包括電磁兼容性(EMC)、耐熱性和發(fā)射抗擾度等問題在內(nèi)的嚴(yán)格的汽車行業(yè)要求。

同時，供應(yīng)商面臨著既要嚴(yán)格遵守行業(yè)管理規(guī)定，還要確保整個車內(nèi)開放式架構(gòu)的兼容性的挑戰(zhàn)。最重要的是，車載系統(tǒng)必須為客戶帶來真正的改觀，而不是成為他們的阻礙。買家希望以最低的價格購買最新的技術(shù)和功能。從客戶的角度來說，就是要求提升產(chǎn)品的功能、互連性和性能同時，價格必須保持在可承受的范圍之內(nèi)。

《汽車零部件》： 您如何看待車內(nèi)帶寬應(yīng)用？如何保證不同車型停車輔助系統(tǒng)的通用性？

Timothy Lau：車內(nèi)帶寬的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了信息娛樂和導(dǎo)航的范圍。事實(shí)上，對更高帶寬的需求正在重新定義各種汽車運(yùn)動和安全應(yīng)用。例如，基于以太網(wǎng)的 360度全可視停車系統(tǒng)可以將多個數(shù)字傳感器和攝像頭與低感光度、高分辨率的圖像和視頻捕獲結(jié)合起來，這是將汽車運(yùn)動管理系統(tǒng)從封閉式的應(yīng)用過渡到開放式的可擴(kuò)展駕駛員輔助網(wǎng)絡(luò)（多個系統(tǒng)可同時在該網(wǎng)絡(luò)中訪問和共享重要信息）的一大創(chuàng)新。

通過將經(jīng)濟(jì)的以太網(wǎng)技術(shù)與使用價格實(shí)惠的 CMOS 圖像傳感器收集的高分辨率圖像相結(jié)合，汽車OEM廠商可以有效地將復(fù)雜的停車輔助系統(tǒng)擴(kuò)展到更多車型，從而使重要的輔助功能不僅可以推廣到豪華車市場，而且可以推廣到非豪華車市場。這種相同的標(biāo)準(zhǔn)化IP技術(shù)能夠在整車范圍內(nèi)驅(qū)動和顯示信息娛樂應(yīng)用的音頻和視頻數(shù)據(jù)包，管理車身控制系統(tǒng)、被動式乘員安全裝置等。

當(dāng)今基于以太網(wǎng)的汽車互連解決方案（專門針對汽車行業(yè)要求而開發(fā)）已將物理層 (PHY)與交換技術(shù)相結(jié)合，以便在單對非屏蔽雙絞線電纜上實(shí)現(xiàn)100 Mbps速率。這一創(chuàng)新技術(shù)超越了以太網(wǎng)互連使用的傳統(tǒng)第五類電纜，允許使用更細(xì)、更輕且更為經(jīng)濟(jì)的線纜將所有汽車組件進(jìn)行互連。淘汰了價格昂貴且外形笨重的屏蔽線纜之后，汽車制造商可以大幅降低互連成本和線纜重量（分別可降低 80%和30% 以上）。

通過支持多種低功耗模式，基于以太網(wǎng)的汽車技術(shù)可以提供先進(jìn)的節(jié)能功能。遵從 RGMII 和 MII 接口規(guī)格可以確保與車內(nèi)其他以太網(wǎng)設(shè)備的兼容性。對于汽車 OEM 廠商來說，這不僅可以實(shí)現(xiàn)單一的汽車網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)從封閉式的單個應(yīng)用向開放式的可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的過渡。

《汽車零部件》： 您覺得從封閉式的單個應(yīng)用向開放式的可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的過渡是汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢嗎？

Timothy Lau：汽車與外界的通信要求引發(fā)了 telematics （車載資通訊 | 遠(yuǎn)程處理 | 通訊 | 信息服務(wù)） 技術(shù)的迅速發(fā)展。乘客對家外之家（車內(nèi)）的互連、安全等級和舒適性等方面的期望值越來越高。車內(nèi)通信的要求將推動封閉式單個應(yīng)用程序逐步向開放式的可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，并且產(chǎn)生可管理多個應(yīng)用程序的應(yīng)用平臺。

《汽車零部件》：您如何看待汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化，哪些汽車電子產(chǎn)品從中受益？

Timothy Lau：汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新需求迫使行業(yè)領(lǐng)先廠商不斷對以太網(wǎng)平臺進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，這些廠商通過降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品性能、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕松集成以及提高廣泛部署的開放式技術(shù)的可用性獲益良多。廣泛的車內(nèi)應(yīng)用（例如，安全系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)）都必須符合經(jīng)過不同階段起草和批準(zhǔn)的嚴(yán)格性能標(biāo)準(zhǔn)。

例如：目前改進(jìn)中的 ISO17215 標(biāo)準(zhǔn)為提供駕駛員輔助功能的車載攝像頭定義了視頻通信接口。該文檔集指定了使用案例、通信協(xié)議和高分辨率數(shù)字視頻接口中使用的物理層要求（基于以太網(wǎng)）。ISO17215 標(biāo)準(zhǔn)將對包括停車輔助系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、車道偏離警示系統(tǒng)、碰撞緩解系統(tǒng)，以及交通標(biāo)志、盲點(diǎn)和行人檢測系統(tǒng)在內(nèi)的多種系統(tǒng)的視頻通信協(xié)議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

車載診斷系統(tǒng)是從標(biāo)準(zhǔn)化中受益的另一個領(lǐng)域，因為各國的OBD流程并不完全統(tǒng)一。目前待正式批準(zhǔn)的 ISO/PAS 27145 標(biāo)準(zhǔn)有望解決這一問題，其將建立一個從現(xiàn)有通信平臺到全球統(tǒng)一 (WWH)OBD標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)變方法。該標(biāo)準(zhǔn)旨在成為訪問所有 OBD 相關(guān)信息的唯一通信標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)基于控制器局域網(wǎng) (CAN)技術(shù)的初步通信理念，全球統(tǒng)一的OBD在現(xiàn)有行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)（例如，以太網(wǎng)上的國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）的基礎(chǔ)上進(jìn)一步采取了措施。使用 WWH-OBD平臺，發(fā)動機(jī)制造商可使用全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行認(rèn)證，以使其符合OBD要求。

《汽車零部件》：隨著車聯(lián)網(wǎng)和汽車之間通信的發(fā)展，人們對汽車電子的需求有哪些變化呢？

Timothy Lau：隨著駕駛員和乘客對數(shù)字通信技術(shù)越來越在行，他們的需求也變得更為復(fù)雜，汽車行業(yè)預(yù)見到了對車內(nèi)帶寬日益增加的需求。在符合汽車電子產(chǎn)品的嚴(yán)格行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時，OEM廠商推出了高帶寬互連，不僅提高了網(wǎng)絡(luò)性能而且價格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

隨著基于強(qiáng)大的100 Mbps以太網(wǎng)的系統(tǒng)的大規(guī)模采用，新的功能將在廣泛的車型中得以應(yīng)用，從而有助于提升駕駛員安全性、舒適性和信息娛樂等功能。兼容性很高的開放式架構(gòu)系統(tǒng)將使汽車OEM廠商可以大幅降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和線纜成本。同時，也意味著即將生產(chǎn)出新一代的汽車來為駕駛員和乘客提供各種令人激動的“智能型”新功能。

《汽車零部件》： 未來，車身網(wǎng)絡(luò)中總線技術(shù)的發(fā)展情況如何？Timothy Lau：我感覺就車身網(wǎng)絡(luò)而言，短期內(nèi)的發(fā)展還將呈現(xiàn)多種總線技術(shù)并存的情況，包括低帶寬解決方案（例如，LIN 和CAN）和高帶寬解決方案（例如，以太網(wǎng)），并最終力求降低下一代汽車開發(fā)的復(fù)雜性，通過將多個網(wǎng)絡(luò)合并為幾個網(wǎng)絡(luò)或在可能時合并為一個車載網(wǎng)絡(luò)，可以有效地減少車載網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量。由于涉及車型刷新周期的問題，這一發(fā)展過程可能需要較長的時間。

《汽車零部件》： 汽車網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面，Broadcom公司做出哪些舉措呢？

Timothy Lau：在2011年11月初，Broadcom、NXP、Freescale和Harman公司宣布成立特殊興趣小組 (SIG)，該小組致力于推動基于以太網(wǎng)的汽車互連（通過單對非屏蔽網(wǎng)絡(luò)）的大規(guī)模采用。BMW和Hyundai作為OPEN聯(lián)盟創(chuàng)始成員，與該聯(lián)盟共同致力于解決包括改善駕駛員安全性、舒適性和信息娛樂功能在內(nèi)的各種行業(yè)要求和大幅降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和線纜成本。

標(biāo)準(zhǔn)化對于推出各種創(chuàng)新的最新車載應(yīng)用來說至關(guān)重要，它既可以使汽車制造商滿足客戶需求，也可以使企業(yè)更好地控制經(jīng)濟(jì)效益底線。廣泛部署的解決方案具有固有的成本和架構(gòu)優(yōu)勢，不斷促進(jìn)著各種行業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案不僅可以縮短上市時間，而且可以確保產(chǎn)品的可用性、生命周期、可升級性和互操作性。這將在打造未來聯(lián)網(wǎng)汽車的過程中扮演重要的角色，可以使汽車OEM廠商通過開發(fā)出成熟的平臺并對其進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境要求驗證，將設(shè)計風(fēng)險降到最低程度。

《汽車零部件》： 汽車網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程發(fā)展中，Avnu 聯(lián)盟起到哪些作用？

Timothy Lau：Avnu 聯(lián)盟正致力于網(wǎng)絡(luò)音頻和視頻內(nèi)容的專業(yè)級流式處理的發(fā)展和推廣。在 IEEE AVB（音頻/視頻橋接技術(shù)）Task Group的帶動下，該草案標(biāo)準(zhǔn)將為汽車中常見的低延遲應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高可靠性的網(wǎng)絡(luò)傳輸。AVB是指高服務(wù)質(zhì)量 (QoS) 音頻和/或視頻在混合用途以太網(wǎng)上的分配，適用于信息娛樂和其他高優(yōu)先級應(yīng)用，這些程序要求同步傳輸，并且要求傳送準(zhǔn)確無誤。