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【機會不再,慢來就向隅】自駕車暨車聯網關鍵技術與系統開發研習班
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滿足自駕車即時傳輸需求 車用乙太網成高速聯網主幹
新通訊 20184 月號 206 期《 封面故事 》
文.盧佳柔
車用乙太網路(Ethernet AVB)氣勢如虹。搶搭自駕車發展熱潮,一線車載通訊半導體商不約而同研發高速聯網的Ethernet AVB,將有助車廠一次搞定車載資通訊與ADAS即時傳輸的設計需求,引爆車內通訊最大革命。
隨著高級駕駛輔助系統(ADAS)功能,例如車道偏離警告和主動避撞系統等越來越普遍,引發車載網路的頻寬需求日增,促使Ethernet AVB成為車內高速聯網的第一把交椅。 

長期以來,作為汽車「神經系統」的CAN匯流排技術曾是汽車廠商宣傳的技術亮點。然而,隨著汽車科技、尤其是汽車電子科技的發展,現有的汽車「神經系統」難以滿足產業發展需求。舉例來說,自動駕駛必備的雷射雷達每秒鐘都會產生巨大的資料,然而,憑藉目前的車載CAN Bus是很難承載的,此時就需要更高速及具備更高可靠性的通訊網路,故不少車廠開始把目光聚焦到Ethernet AVB。 

順著這個趨勢,可看到車內通訊技術競賽正火速升溫,包括德州儀器(TI)、瑞薩電子(Renesas Electronics)、意法半導體(ST)、博通(Broadcom)、邁威爾(Marvell)與瑞昱皆有Ethernet AVB相關解決方案,足見Ethernet AVB已成為打造高速車內資訊網路的重要武器。 

四大優勢加持 Ethernet AVB受青睞 

德州儀器行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪(圖1)分析,Ethernet AVB將是車內網路通訊的一個全新革命,有了Ethernet AVB建置之後,可為汽車內部提升更高的彈性(Flexibility)與擴充性(Scalability),並且滿足低延遲的需求。除此之外,該技術還可以降低線材的成本,省去繞線空間,讓汽車可以更輕盈的狀態行駛於道路之上。 

圖1 德州儀器行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪表示,為迎接自駕車趨勢發展,汽車內電子元件的數量急速暴增,使提供低延遲的Ethernet AVB成了不可或缺的關鍵技術。
從另一個面向來看,詹勳琪指出,當車用電子蓬勃發展之後,汽車內每增加一顆車用電子元件,代表著新車成本壓力的增加,如何做出具有價格優勢產品是關鍵之一,而這也呼應上述Ethernet AVB的特點,促成Ethernet AVB成為未來趨勢的重要因素。TI觀察到市場上Ethernet AVB解決方案與日俱增,已有越來越多搭配Ethernet AVB的相機產品。 

詹勳琪進一步談到,汽車是一個非常有趣的產業,其真正要施行單一技術需要有長時間的醞釀,即便技術完成商品,正式導入到車內之後,還需要維持未來10~15年以上的穩定供貨。也正因如此,車用產品的創新技術大多來自於既有產品(如Ethernet從消費性市場走入車用市場),經過適當的調製進而導入車用市場。同時,車用產品講求安全,需要這些技術皆須經過車規認證來保證可靠性與安全性。 

微血管/動脈/主動脈各司其職  車內通訊等同人體構造  

詹勳琪表示,車內通訊就如同人的身體構造一樣,可分為微血管、動脈與主動脈。舉例來說,LIN Bus就像是微血管的角色,進行一些小資料量的處理,而CAN Bus則是屬於動脈的層級,可作為一些簡單控制的作用,至於Ethernet AVB就是主動脈,為提供控制大量數據傳輸的應用而存在。 

工研院資通所車載資通訊與控制系統組組長蔣村杰補充,雖然CAN Bus在同一時間支援大量感測器傳來巨大的資料量似乎心有餘力不足,但CAN Bus不僅不會消失於車內通訊環境,反而會與Ethernet AVB共生共存。就如同CAN Bus上一代LIN Bus的狀況一樣,目前就可以看到LIN Bus應用於車內通訊,用來做為控制汽車雨刷與車門鎖控制的介面。未來當自駕車人工智慧的訊號進來時,將採用Ethernet AVB來執行控制決策單元,而CAN Bus則執行一些簡單控制要求。 

整體而言,Ethernet AVB除了同樣要求擁有較高的頻寬和較低的延遲外,還要做到支持降低整車線纜重量、提高效率、符合未來互聯汽車的需求以及高度的安全性。具體到車載產品上,就是這些產品在測試的時候便須能在EMC、品質、可靠性和量產方面達到汽車工業的嚴格要求。 

詹勳琪強調,受惠於自駕車的趨勢,半導體產業得到許多發展空間,而該公司可以扮演的角色則是專注在類比與嵌入式應用。其中,類比元件在全球占比超過18%,供應內容包含LIN Bus、CAN Bus、Ethernet AVB、車燈車體控制、電動車的電力控制以及電源管理等元件,未來該公司將持續深耕車用市場,為車用市場發展注入強勁的動能。

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