汽車連網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)為自動(dòng)駕駛發(fā)展提供借鑒

隨著現(xiàn)代車輛功能及性能整合能力的逐漸增加，使得汽車的燃料經(jīng)濟(jì)效益、舒適性以及提供道路使用者的安全水平也邁出一大步。由于傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)逐漸被完善的電子化設(shè)備取代，不但可以降低生產(chǎn)成本和車輛的整體重量，也有助于遏制燃料的耗費(fèi)。借助大幅采用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)，可以在駕駛過程中消除人為的錯(cuò)誤，進(jìn)而減少交通事故的發(fā)生。汽車連網(wǎng)普及性的提升有助于汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)邁向自動(dòng)駕駛發(fā)展而成為產(chǎn)業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)，尖端的無線技術(shù)（借助以太網(wǎng)基礎(chǔ)的高帶寬有線基礎(chǔ)設(shè)施支持）將使車輛到車輛（V2V）和車輛到基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）的通訊受益。智能交通系統(tǒng)（ITS）服務(wù)的出現(xiàn)將使車輛能夠傳輸現(xiàn)行速度、位置和行進(jìn)方向等相關(guān)的數(shù)據(jù)，相關(guān)的V2I / V2V技術(shù)將使汽車之間、以及汽車與固定基礎(chǔ)設(shè)施之間能夠傳輸有價(jià)值的訊息，進(jìn)而可以事先警告交通堵塞或其他可能影響道路暢通的問題。車輛也能夠從附近的其他車輛接收信息，讓他們意識(shí)到任何潛在的危險(xiǎn)。

圖1丨智能交通系統(tǒng)服務(wù)的出現(xiàn)將使車輛能夠傳輸現(xiàn)行速度、位置和行進(jìn)方向等相關(guān)的數(shù)據(jù)

為北美專用短程通訊（DSRC）標(biāo)準(zhǔn)一部分的基本服務(wù)訊息（BSM）即是這種系統(tǒng)的第一個(gè)例證，透過這項(xiàng)服務(wù)，汽車可以與交通訊號(hào)燈進(jìn)行停車–啟動(dòng)周期的訊息互動(dòng)，使ADAS能夠決定是否需要減速，以便在車輛到達(dá)時(shí)訊號(hào)燈剛好變綠，而不會(huì)隨后在加速啟動(dòng)接近訊號(hào)燈時(shí)的最后一刻才緊急煞車，避免浪費(fèi)燃料。目前，在各種無線通信協(xié)議中， Wi-Fi是一種在汽車設(shè)計(jì)中普遍使用的技術(shù)。盡管Wi-Fi協(xié)議不斷發(fā)展，但在汽車領(lǐng)域，目前主要依靠5GHz頻段的802.11ac技術(shù)，可以執(zhí)行每秒數(shù)兆位（Mbps）的數(shù)據(jù)速率，能夠支持智能手機(jī)和其他手持電子設(shè)備與車輛導(dǎo)航和訊息娛樂系統(tǒng)的連接互動(dòng)。而且，它還可以在汽車內(nèi)部和周圍提供Wi-Fi熱點(diǎn)，使汽車乘客共享行動(dòng)裝置連接。

除此之外，它還可用于執(zhí)行穩(wěn)件無線更新（FOTA），這對(duì)汽車制造商非常有利。采用這種方式，汽車制造商在研發(fā)出新功能之后，可以透過售后服務(wù)添加到車輛，免除了需要讓汽車回到服務(wù)站進(jìn)行更新的麻煩。預(yù)計(jì)在不久的將來，802.11p將在汽車市場(chǎng)強(qiáng)勁成長。該協(xié)議是Wi-Fi應(yīng)用的擴(kuò)展，使用5.9GHz頻段，專門用于汽車設(shè)計(jì)，可提供V2V和V2I通訊所需的高可靠、低延遲連接。它共有7個(gè)信道（每個(gè)通道10MHz）帶寬，其中6個(gè)是服務(wù)通道，剩余的一個(gè)信道用于任務(wù)控制。 802.11p已經(jīng)過了將近十年的測(cè)試，并已經(jīng)準(zhǔn)備在第一時(shí)間就可迎接V2V和V2I通訊的來臨。

而2016年12月美國國家高速公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration）的執(zhí)行規(guī)章特別宣稱將應(yīng)用該技術(shù)。除了Wi-Fi之外，藍(lán)牙5在連網(wǎng)汽車的發(fā)展過程中也發(fā)揮著重要作用。藍(lán)牙5的運(yùn)作距離超出前一代藍(lán)牙4.0的四倍，同時(shí)也支持更快的數(shù)據(jù)速率。除了能夠使乘客連接便攜式設(shè)備存取音樂內(nèi)容，以及為駕駛員提供空手控制之外，藍(lán)牙5還有許多其他潛在應(yīng)用有待開發(fā)。由于藍(lán)牙5具備的高性能，可整合此技術(shù)的車輛將能夠與位于路邊的2I信標(biāo)進(jìn)行互動(dòng)，用來處理擁塞問題、支付收費(fèi)以及迅速反應(yīng)緊急事故的協(xié)助服務(wù)。

先進(jìn)的汽車制造商、他們的一級(jí)供貨商以及合作半導(dǎo)體供貨商都認(rèn)知，連網(wǎng)汽車的未來將非常依賴高度整合的無線解決方案的發(fā)展，這些解決方案需要具有汽車級(jí)的穩(wěn)健性，并能夠以小型封裝包含多種協(xié)議，而這些正是促使Marvell推出符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)無線整合芯片（SoCs）的88W8987xA系列產(chǎn)品，并率先同時(shí)推出藍(lán)牙5搭配802.11ac（Wave 2）及802.11p等產(chǎn)品，為工程師提供設(shè)計(jì)新一代全新汽車連網(wǎng)所需的無線技術(shù)。該系列產(chǎn)品包括可兼容3種外形尺寸的SoCs，分別是具備藍(lán)牙5功能的802.11ac、802.11p以及可切換802.11ac / 802.11p功能的三種解決方案。根據(jù)不同的車型，可以選擇不同的版本。如此一來，經(jīng)濟(jì)型汽車可以只選擇所需的基本功能，而豪華車型則可選擇具有更復(fù)雜的功能。這些都可以在無需更改PCB的情況下進(jìn)行更換SoCs，使特定車型所具備的功能可以輕松升級(jí)。因此，該系列SoCs可建構(gòu)成一種多功能且更符合經(jīng)濟(jì)效益的平臺(tái)，可依據(jù)日后的需求來調(diào)整。

圖2丨88W8987xA系列產(chǎn)品符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)無線整合芯片

透過本文詳述之無線技術(shù)的問世，我們正逐步邁向?qū)崿F(xiàn)道路上完全汽車連網(wǎng)的目標(biāo)。藍(lán)牙5所具備的運(yùn)作距離擴(kuò)增以及802.11ac的更高數(shù)據(jù)傳輸速率，加上802.11p具備的運(yùn)作穩(wěn)健性和低延遲特性，可確保汽車設(shè)計(jì)工程師能擁有所需的無線技術(shù)來協(xié)助完善他們的設(shè)計(jì)。