“汽車思維”最新的汽車無線和以太網(wǎng)連接方案

Marvell 公司在拉斯維加斯舉行的CES2018上展示了其最新的汽車無線和以太網(wǎng)連接方案，它承諾竭盡所能助汽車制造商一臂之力，以應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)負(fù)荷呈指數(shù)增長(zhǎng)的需求，同時(shí)還會(huì)滿足更高效率和更低成本的要求。

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和增強(qiáng)的自主性、車載娛樂和遠(yuǎn)程信息處理等技術(shù)的采用已經(jīng)有效地將典型的汽車轉(zhuǎn)變?yōu)椤败囕喩系臄?shù)據(jù)中心”， Marvell汽車事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理WillChu在與EETimes /AspenCore交談時(shí)表示(圖1)。

圖1：Marvell的Will Chu在CES 2018上展示了Marvell最新的汽車以太網(wǎng)產(chǎn)品，然后闡釋了如何滿足汽車制造商需求的“汽車思維”。 (圖片來源：AspenCore)Chu的看法與福特首席執(zhí)行官吉姆·哈克特(Jim Hackett)的觀點(diǎn)相呼應(yīng)，幾天前哈克特在CES開幕式上發(fā)表了主題演講。在演講中，哈克特詳細(xì)闡述了他將汽車視為一種移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)、以及運(yùn)輸即服務(wù)的愿景，而這些都是數(shù)據(jù)密集型的。所有這些數(shù)據(jù)必須在車輛內(nèi)部以及車輛之間(V2V)、車輛與周圍基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間以及許多其它尚待定義的連接(V2X)之間移動(dòng)。需要管理、移動(dòng)和保護(hù)的數(shù)據(jù)量急速的增長(zhǎng)，需要高速、可靠、低成本的網(wǎng)絡(luò)連接，而汽車以太網(wǎng)正在迅速成為該網(wǎng)絡(luò)的中樞(圖2)。原因很多，首先是汽車以太網(wǎng)在電纜重量方面的優(yōu)勢(shì)。

圖2：僅ADAS全景視頻需求就需要多個(gè)視頻流，這些視頻流連接信息娛樂系統(tǒng)到某個(gè)單獨(dú)的ECU。
Chu說：“電纜是汽車中第三重的部件，而汽車以太網(wǎng)使用的則是非常輕便、價(jià)格便宜的非屏蔽雙絞線電纜，以及成本低、體積小的連接器?！币蕴W(wǎng)的第二個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是速度：數(shù)據(jù)速率高達(dá)100 Mbits /s的100Base-T1以太網(wǎng)已經(jīng)得到了部署。但其實(shí)Marvell在2015年就發(fā)布了基于IEEE 802.3bp標(biāo)準(zhǔn)的88Q2112收發(fā)器，業(yè)界第一個(gè)提供了1000Base-T1的產(chǎn)品。這些設(shè)備在Venetian Hotel(威尼斯人酒店)的一個(gè)僅限受邀人士參加的房間內(nèi)展示，它們連接到88Q5050安全網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)也連接了Marvell的88Q1010100Base-T1方案。88Q5050是Marvell為汽車以太網(wǎng)提供快速、安全方案戰(zhàn)略的核心產(chǎn)品。該產(chǎn)品于2017年7月發(fā)布，是一個(gè)8端口的交換機(jī)，包含深度包檢測(cè)(DPI)和可信任引導(dǎo)(Trusted Boot)等高級(jí)安全功能?！捌嚶?lián)網(wǎng)后，易受攻擊?！?Chu表示?！暗玀arvell在以太網(wǎng)及其安全保護(hù)方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)。” Chu指出，這不僅僅是要加密，還要考慮入侵保護(hù)和防止拒絕服務(wù)(DoS)攻擊。他說：“最終，我們能夠以更高效的方式開發(fā)更安全的方案?！苯柚踩W(wǎng)關(guān)和千兆位/秒數(shù)據(jù)速率，以太網(wǎng)可以匯聚來自多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)(如CAN、MOST和FlexRay)的數(shù)據(jù)，并為汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)提供新的思路。傳統(tǒng)上，可能會(huì)使用一種基于域的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；使用以太網(wǎng)處理視頻、使用CAN和FlexRay連接傳感器和各個(gè)電子控制單元(ECU)；而Chu表示，設(shè)計(jì)師也可以選擇分區(qū)的方法(zonal approach)。這意味著車輛基于位置(前部、中部和后部)而不是功能來架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)?；蛘?，架構(gòu)設(shè)計(jì)也可以是區(qū)(zone)和域(domain)的混合。這種靈活性在很大程度上源于以太網(wǎng)帶給汽車的許多增強(qiáng)功能，包括時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)。它使用虛擬信道上的保留帶寬來確保在可預(yù)測(cè)的時(shí)間限度內(nèi)進(jìn)行傳送。不太關(guān)鍵的流量可以使用以太網(wǎng)默認(rèn)的“盡力而為”服務(wù)。因此，以太網(wǎng)可以同時(shí)承載時(shí)間敏感型數(shù)據(jù)和時(shí)間無關(guān)型數(shù)據(jù)。汽車以太網(wǎng)基于既定標(biāo)準(zhǔn)的事實(shí)導(dǎo)致了Chu所說的該技術(shù)的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：部件的互操作性。除降低成本之外，這也使得添加連接節(jié)點(diǎn)變得更加容易。Chu表示，在無線通訊方面，2011年，Marvell是第一家將Wi-Fi引入汽車的公司；而在2017年初，該公司宣布推出88W8987xA系列汽車無線芯片(SoC)。該系列的芯片同時(shí)支持IEEE 802.11ac Wi-Fi、IEEE 802.11p(用于V2X)和藍(lán)牙5。802.11p射頻支持1609.x/車載環(huán)境的無線接入(WAVE)/專用短距通信(DSRC)規(guī)范中的的速率、可靠性和質(zhì)量要求；而藍(lán)牙和Wi-Fi射頻則處理車載信息娛樂(IVI)系統(tǒng)和安全無線網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

超越產(chǎn)品：“汽車思維”

正如Chu指出的，Marvell還有汽車存儲(chǔ)的方案，但是擁有滿足汽車設(shè)計(jì)師需求的高性能產(chǎn)品只是Marvell努力的一部分。 Marvell致力于汽車行業(yè)的核心認(rèn)知是：汽車制造商需要一個(gè)可靠的長(zhǎng)期合作伙伴，愿意為滿足AEC-Q100等標(biāo)準(zhǔn)所要求的汽車質(zhì)量和可靠性要求而不惜一切努力。“這種‘汽車思維’是一個(gè)承諾，與產(chǎn)品本身同樣重要、有時(shí)甚至更重要?！?Chu說?！拔覀儾还庖鏊斜匾摹艾F(xiàn)在的工作”，讓我們的客戶充滿信心；我們還承諾為長(zhǎng)期的需求而大力投入?！盋hu也以此為自己的使命?！拔抑约尤隡arvell，就是因?yàn)樗鼘?duì)汽車行業(yè)做出的巨大承諾，”他說。鑒于Chu看到的，“汽車市場(chǎng)在經(jīng)歷一個(gè)巨大轉(zhuǎn)變，客戶想要與半導(dǎo)體供應(yīng)商建立比以往緊密得多得多的聯(lián)系?！币虼诉@個(gè)承諾是非常重要的。這與更傳統(tǒng)的方法形成了鮮明的對(duì)比，相對(duì)于汽車，電子和半導(dǎo)體以更快且特有的設(shè)計(jì)周期運(yùn)行。現(xiàn)在，半導(dǎo)體已經(jīng)成為汽車功能不可分割的一部分，所以半導(dǎo)體工程師和汽車設(shè)計(jì)師及各自設(shè)計(jì)周期需要更緊密地協(xié)調(diào)。這是吸引Chu加入Marvell的原因。“Marvell從事以太網(wǎng)業(yè)務(wù)已有20年，客戶真的希望Marvell的IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))能應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?！?Chu說：“我對(duì)Marvell的承諾和我們擁有的所有專業(yè)技術(shù)感到非常興奮。我可以看到，這兩個(gè)因素一道是如何使我們的客戶成功，并使我們的產(chǎn)品上市。我們的團(tuán)隊(duì)很興奮，我希望我們的客戶也能看到這點(diǎn)?！?/p>