高速LTE網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)駕駛不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)成大眾趨勢(shì)

高速LTE網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)駕駛技術(shù)正在不斷發(fā)展，各大車(chē)廠均致力于建置車(chē)內(nèi)以及汽車(chē)之間高速傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中，Gigabit以太網(wǎng)(Ethernet)可望成為車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)之一，該技術(shù)可透過(guò)單對(duì)銅纜雙絞線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，為汽車(chē)業(yè)者實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)高速聯(lián)網(wǎng)提供可靠的基礎(chǔ)。

早在2015年11月，Marvell便推出了符合IEEE 1000BASE-T1預(yù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(Pre-standard Specification)的首款樣品，來(lái)驗(yàn)證1000BASE-T1網(wǎng)絡(luò)在車(chē)內(nèi)應(yīng)用的實(shí)際性能。1000BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)可透過(guò)輕巧、低成本的銅纜雙絞線傳輸高速雙向數(shù)據(jù)，幫助汽車(chē)公司打造令人興奮的功能和效益。該樣品有助于汽車(chē)制造商評(píng)估新標(biāo)準(zhǔn)的性能，并盡早驗(yàn)證潛在問(wèn)題，以加速以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)。

產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就緒　汽車(chē)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫銜接

同時(shí)，許多產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)正在研究汽車(chē)無(wú)線的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)內(nèi)部和外部通訊的無(wú)縫銜接，從而支持云端技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用。LTE無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)具備高于100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，因此，根據(jù)用戶從網(wǎng)絡(luò)中取得的網(wǎng)絡(luò)傳輸流量，支持LTE行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)，在車(chē)內(nèi)至少需具備與100BASE-T1或1000BASE-T1以太網(wǎng)性能相當(dāng)?shù)母咚倬W(wǎng)絡(luò)連接。表1為車(chē)用以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和一般以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格比較。

隨著電信商網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和消費(fèi)者接受的連網(wǎng)費(fèi)率，汽車(chē)內(nèi)云端應(yīng)用可使用大量數(shù)據(jù)的傳輸，這不僅帶來(lái)更豐富的娛樂(lè)信息節(jié)目，還可提供禮賓服務(wù)和導(dǎo)航等應(yīng)用，并可透過(guò)安全的空中下載(over-the-air)傳輸進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷(Remote Diagnostics)。遠(yuǎn)程診斷功能對(duì)汽車(chē)駕駛?cè)伺c維修人員將可帶來(lái)莫大好處，例如當(dāng)車(chē)輛在野外無(wú)預(yù)警拋錨時(shí)，維修人員不用到現(xiàn)場(chǎng)，也可以馬上知道車(chē)子出了什么問(wèn)題，進(jìn)而預(yù)作準(zhǔn)備。

這樣的機(jī)制將實(shí)現(xiàn)安全，實(shí)時(shí)的車(chē)隊(duì)管理，降低維護(hù)成本，同時(shí)為司機(jī)提供實(shí)時(shí)的云端信息來(lái)提升客戶滿意度。

車(chē)用以太網(wǎng)需求殷切　標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)展迅速

一直以來(lái)，Marvell積極參與電機(jī)電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)制定。早在2011年IEEE為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)用的Gigabit以太網(wǎng)物理層協(xié)議進(jìn)行意見(jiàn)征集時(shí)，Marvell便發(fā)揮關(guān)鍵作用。這次意見(jiàn)征集獲得一致支持，這是IEEE極少出現(xiàn)的情況。

在2016年，新的IEEE802.1bp標(biāo)準(zhǔn)已獲得認(rèn)證。同時(shí)，Marvell已經(jīng)在業(yè)界對(duì)預(yù)標(biāo)準(zhǔn)(Pre-standard)零件進(jìn)行送樣測(cè)試，這些零件的有效性在測(cè)試中顯現(xiàn)了卓越的特性和作用，成為高速以太網(wǎng)的新應(yīng)用。

車(chē)用Gigabit以太網(wǎng)是加強(qiáng)連網(wǎng)應(yīng)用的骨干。汽車(chē)業(yè)正迅速采用以太網(wǎng)作為車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅因其具備出色的性價(jià)比，還因?yàn)樗軌蛑С珠_(kāi)放互聯(lián)系統(tǒng)(Open Systems Interconnection)模式。

開(kāi)放互聯(lián)系統(tǒng)能夠允許應(yīng)用和服務(wù)快速部署，使用這種特殊的物理分層協(xié)議(PHY)技術(shù)，可同時(shí)滿足輕量和低電磁兼容(EMC)需求，并與現(xiàn)有的開(kāi)放互連系統(tǒng)模式在上層保持一致性，能夠在物理層協(xié)議之上重復(fù)利用已經(jīng)完成的開(kāi)發(fā)成果。

除了提供車(chē)內(nèi)的Wi-Fi和藍(lán)牙解決方案外，Marvell也投入802.11ai技術(shù)研發(fā)，以推動(dòng)Wi-Fi成為汽車(chē)外部網(wǎng)絡(luò)的一部分?？焖俪跏歼B接設(shè)置(Fast Initial Link Setup)可讓高速行駛的車(chē)輛與基地臺(tái)連接。

此外，802.11p產(chǎn)品為短距離無(wú)線鏈接，可應(yīng)用在防止碰撞或行人/自行車(chē)偵測(cè)技術(shù)，這些應(yīng)用需要快速響應(yīng)，并且無(wú)法透過(guò)現(xiàn)有的光達(dá)(LIDAR)和LTE技術(shù)中達(dá)成。在車(chē)頂設(shè)置這種無(wú)線技術(shù)，可使以太網(wǎng)在車(chē)用高速通訊中扮演重要角色。藉由提供最新產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的早期樣本，Marvell正在促成汽車(chē)連結(jié)技術(shù)的新應(yīng)用。

隨著高速LTE網(wǎng)絡(luò)以及自動(dòng)駕駛技術(shù)不斷發(fā)展，各大車(chē)廠均致力于建置車(chē)內(nèi)以及汽車(chē)之間高速傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中，Gigabit以太網(wǎng) (Ethernet)可望成為車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)之一，該技術(shù)可透過(guò)單對(duì)銅纜雙絞線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，為汽車(chē)業(yè)者實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)高速聯(lián)網(wǎng)提供可靠的基礎(chǔ)。

完整參考平臺(tái)加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)程

除了推出芯片解決方案外，Marvell也提供完整的車(chē)用以太網(wǎng)參考平臺(tái)。該平臺(tái)內(nèi)建TE Connectivity(TE)的MATEnet模塊化可延展連接器，支持車(chē)用以太網(wǎng)應(yīng)用。

該平臺(tái)內(nèi)建100BASE-T1和1000BASE-T1以太網(wǎng)PHY功能，支持音頻/視訊網(wǎng)橋(Audio Video Bridging, AVB)交換解決方案，讓汽車(chē)制造商能夠迅速開(kāi)發(fā)內(nèi)建電機(jī)和電子(E/E) Gigabit以太網(wǎng)架構(gòu)的車(chē)用系統(tǒng)。

新世代的車(chē)輛科技需要高速、可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)，而且要能在汽車(chē)的嚴(yán)格環(huán)境條件下運(yùn)作。自動(dòng)駕駛，先進(jìn)安全功能及娛樂(lè)信息系統(tǒng)等應(yīng)用的出現(xiàn)，也促使以太網(wǎng)絡(luò)成為車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主流(圖1)。藉由整合Marvell本身在網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)專(zhuān)業(yè)以及TE經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提供實(shí)際可用的車(chē)用連接器和纜線系統(tǒng)，讓汽車(chē)架構(gòu)設(shè)計(jì)師開(kāi)始針對(duì)量產(chǎn)設(shè)計(jì)這些系統(tǒng)。

圖1　隨著汽車(chē)內(nèi)部的電子系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，加上對(duì)外無(wú)線連網(wǎng)帶寬增加，專(zhuān)為汽車(chē)環(huán)境設(shè)計(jì)的車(chē)用以太網(wǎng)將成為未來(lái)車(chē)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)選項(xiàng)。

新的參考平臺(tái)也支持AVnu Alliance旗下認(rèn)證小組的AVB網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，支持串流保留通訊協(xié)議(Stream Reservation Protocol;SRP)，并能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)管理汽車(chē)信息流的資源保留。此外，Marvell的以太網(wǎng)PHY收發(fā)器(88Q2112 100BASE-T1 PHY 和 88Q1010 100BASE-T1 PHY)支持高畫(huà)質(zhì)和未壓縮的影片，并能高速連接各網(wǎng)域，促成連網(wǎng)自主駕駛系統(tǒng)，縮短系統(tǒng)開(kāi)機(jī)到執(zhí)行作業(yè)的時(shí)間。

其他附加特性和優(yōu)點(diǎn)包括時(shí)效性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Time-Sensitive Networking)，支持時(shí)間關(guān)鍵控制應(yīng)用、車(chē)對(duì)車(chē)Wi-Fi通訊，以提高安全性和透過(guò)實(shí)時(shí)交通與道路通知縮短反應(yīng)時(shí)間。88Q2112是業(yè)界首創(chuàng)與 IEEE 802.3bp 1000BASE-T1標(biāo)準(zhǔn)草案兼容的1000BASE-T1車(chē)用以太網(wǎng)PHY收發(fā)器。