汽車數(shù)據(jù)連接趨勢與挑戰(zhàn)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化趨勢下，整車性能不斷提升。這些改進后的智能水平，其核心是車輛能對內(nèi)部外部產(chǎn)生和收集到的數(shù)據(jù)做出各種簡單或復(fù)雜的決策?？梢哉f新時代的驅(qū)動汽車的新燃料就是電力和數(shù)據(jù)。

移動出行趨勢中的共同點

現(xiàn)在的三大汽車發(fā)展趨勢，電動化、網(wǎng)聯(lián)化以及智能化大家肯定聽到過太多次，還有一個趨勢是共享化。共享交通是進一步升級現(xiàn)在的打車租車服務(wù)，隨時可用的移動性應(yīng)用以及來自云端的數(shù)據(jù)都使共享交通成為可能。

智能化不必多說，每過一段時間我們就能看到自動駕駛或輔助駕駛上的新進展。自動駕駛或輔助駕駛趨勢涉及駕駛員與其汽車在決策和控制權(quán)方面的分配，這依賴于車輛數(shù)據(jù)可用性和處理能力的不斷提高。

網(wǎng)聯(lián)化則是萬物互聯(lián)，駕駛者、車輛和其他人/物之間隨時隨地能夠進行通訊這也依賴于數(shù)據(jù)的流通。電氣化趨勢下汽車的主要驅(qū)動來源從內(nèi)燃機轉(zhuǎn)向驅(qū)動電機。傳感器套件和復(fù)雜的控制算法用于優(yōu)化電動機性能、降低維護成本、安全地為電池充電并最大限度地延長每次充電后行駛的距離，這些環(huán)節(jié)也非常依賴電力和數(shù)據(jù)。

這些移動出行趨勢有一個共同點，那就是都非常依賴數(shù)據(jù)作為成功執(zhí)行的關(guān)鍵因素。為了使這些趨勢實現(xiàn)并充分發(fā)揮作用，汽車必須在幾秒鐘內(nèi)對內(nèi)部外部產(chǎn)生的大量信息進行決策處理和執(zhí)行。有時候這些決策很簡單，比如簡單的語音播報，有時候這些決策很復(fù)雜，比如復(fù)雜路況時做出自動規(guī)避。這些或簡單或復(fù)雜的決策都離不開車輛與內(nèi)部外部彼此之間的通信，而數(shù)據(jù)體量相比過去呈指數(shù)級增長，并且汽車需要數(shù)據(jù)從任何源位置快速、無縫地傳輸?shù)狡渌康牡亍６译S著這些趨勢不斷發(fā)展，對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笾粫絹碓礁摺?br />
汽車中的數(shù)據(jù)連接

汽車中的數(shù)據(jù)連接分為很多類，車輛與外部的連接、車輛內(nèi)部連接、車輛與駕駛?cè)说倪B接。車輛與外部的連接最早是無線廣播的單向輸入的無線通信，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成安全、可靠的雙向通信，更加便捷，更加高效。比如LTE/5G、GPS/GNSS以及V2X。V2X以前我們也提到過，是正在蓬勃發(fā)展的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。智能車聯(lián)系統(tǒng)利用C-V2X或者DSRC進行無線通信，車輛具有足夠的無線電覆蓋范圍是前提，然后車輛從各個方向接收信息并向各個方向發(fā)送信息?；贚TE上行鏈路的C-V2X能讓不同網(wǎng)絡(luò)參與者之間實現(xiàn)可靠、實時、低延遲通信。而且這還不是極限，隨著5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用覆蓋面擴大，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量會進一步提高。

車輛內(nèi)部連接也就是常說的車載網(wǎng)絡(luò)，一直是整車架構(gòu)中的核心部分。車輛中常見的有線網(wǎng)絡(luò)包括我們熟知的CAN、LIN、MOST、攝像機視頻、汽車以太網(wǎng)等等。隨著先進的駕駛員輔助安全系統(tǒng)的發(fā)展以及車輛內(nèi)更多的自動駕駛功能，車輛中的高速數(shù)據(jù)傳輸通道特性在車輛安全中的比重越來越大。車輛內(nèi)部連接必須在定義體系結(jié)構(gòu)和選擇通信協(xié)議時考慮物理信道特性的限制。

車輛與駕駛?cè)藛T的連接表現(xiàn)為越來越豐富的人機交互。無論是向駕駛員提供信息，還是向乘客提供娛樂，還是與個人設(shè)備無縫集成，駕駛?cè)藛T和車輛之間的連接。這里用到的是隨處可見的WLAN、藍牙、USB、WiFi。

汽車數(shù)據(jù)連接器挑戰(zhàn)

不斷升級的趨勢也給汽車數(shù)據(jù)連接帶來了諸多挑戰(zhàn)，首先不僅在車輛制造商之間，而且在單輛車內(nèi)，都有各種各樣的數(shù)據(jù)消息傳遞策略（功能層）和傳輸協(xié)議（物理層）。各式各樣的無線連接取決于接口的頻率和協(xié)議，有線連接同樣多種多樣，差分雙絞線/同軸、屏蔽/非屏蔽等，甚至可以是光纖連接。

快速通信則是必需的，車載通信架構(gòu)正朝著每秒12 GB的速度發(fā)展。需求不斷增長的關(guān)鍵決策計算速度對高帶寬、高容量和低延遲的通信通道提出了更高的要求。同時這些數(shù)據(jù)連接必須足夠穩(wěn)定可能，即便在全電大功率環(huán)境中，數(shù)據(jù)鏈路必須滿足嚴(yán)格的電磁兼容性要求，確保鏈路不會產(chǎn)生無用輻射，也不會受到電磁影響。

還有一點挑戰(zhàn)來自連接器與通信體系結(jié)構(gòu)的適配，這一適配過程大部分是向小型化和輕量化發(fā)展。隨著汽車電子器件尺寸不斷縮小，連接器不能也不應(yīng)該限制電子產(chǎn)品的封裝尺寸。無論是分布式還是集中式架構(gòu)，連接器方案需要因地制宜來適配小型化輕量化的趨勢。比如用于汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的連接器MATEnet就會采用模塊化和可拓展設(shè)計集成進現(xiàn)有的汽車連接接口；用于人機交互高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍SD、HSL連接器也會提供拓展到PCB板端的組合。

小結(jié)

根據(jù)鏈路要求計算通道性能，并根據(jù)連接類型進行連接器的小型化、模塊化設(shè)計，是將數(shù)據(jù)連接集成到下一代汽車架構(gòu)中的最佳辦法。