區(qū)域架構(gòu)設(shè)計(jì)趨勢(shì)如何改善汽車通信
作者：德州儀器 電子產(chǎn)品正在不斷改進(jìn)我們與汽車的互動(dòng)方式。隨著集成導(dǎo)航或免提通話不再是令人興奮的新功能，我們已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 如今的汽車搭載創(chuàng)新技術(shù)，并使用成百上千個(gè)半導(dǎo)體提升智能化、電氣化和安全水平。從空調(diào)座椅到定制燈光效果，半導(dǎo)體芯片能改善舒適程度；在某些車輛中，還可以通過多個(gè)觸摸屏或智能手機(jī)應(yīng)用支持這些功能。 現(xiàn)在是軟件定義車輛的時(shí)代，這也是汽車市場(chǎng)的一大趨勢(shì)，汽車制造商可以借此提升服務(wù)水平、個(gè)性化和便利性。 當(dāng)然，安全仍然最為重要，近 93% 的新車至少有一項(xiàng)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 功能[1]。據(jù)估計(jì)，ADAS 可避免多達(dá) 160 萬起車禍（每年）和高達(dá) 367 億美元的損失[2]。如果沒有半導(dǎo)體在 ADAS 和連接性方面為汽車帶來的進(jìn)步，這些數(shù)字是不可能實(shí)現(xiàn)的。 區(qū)域架構(gòu)是汽車領(lǐng)域的另一個(gè)趨勢(shì)，有助于實(shí)現(xiàn)軟件定義車輛。和按照電子控制單元 (ECU) 在車輛中的功能進(jìn)行分組的域架構(gòu)相比，區(qū)域架構(gòu)按照它們?cè)谲囕v中的位置進(jìn)行分組。這些基于位置的 ECU（也稱為區(qū)域控制模塊）利用現(xiàn)有和新的網(wǎng)絡(luò)接口，旨在實(shí)現(xiàn)車輛硬件和軟件架構(gòu)的集中化。 “德州儀器有能力滿足汽車行業(yè)架構(gòu)轉(zhuǎn)變所帶來的所有主要通信需求。”德州儀器接口業(yè)務(wù)部副總裁 Tsedeniya Abraham 表示，“我們可以幫助設(shè)計(jì)人員管理和簡(jiǎn)化區(qū)域架構(gòu)所需的數(shù)據(jù)類型組合。” 利用協(xié)議減少布線 隨著車輛中傳感器和執(zhí)行器數(shù)量的增加，車內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在增加。每個(gè) ECU 都需要與傳感器、執(zhí)行器和其他 ECU 通信，以準(zhǔn)確執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和安全功能。以往，這需要許多笨重的配線電纜在整個(gè)車輛內(nèi)傳輸電力和數(shù)據(jù)。 幸運(yùn)的是，區(qū)域架構(gòu)減少了布線、重量和成本，從而更好地優(yōu)化軟件定義車輛。以太網(wǎng)、控制器局域網(wǎng) (CAN) 和本地互連網(wǎng)絡(luò) (LIN) 等常見的通信協(xié)議對(duì)于整理日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量仍然至關(guān)重要。 例如，可以通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)超高速和超低延遲的安全關(guān)鍵型通信，以規(guī)避事故。CAN 或 LIN 等協(xié)議具有成本效益，非常適合其他帶寬較低的連接，如車窗升降、座椅溫度調(diào)節(jié)或動(dòng)力轉(zhuǎn)向。 “區(qū)域控制模塊之間的以太網(wǎng)是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇，而 CAN 或 LIN 則是每個(gè)區(qū)域內(nèi)最后一英里通信的高效快速選擇。”Tsedeniya 表示。 FPD-Link 協(xié)議可通過單條電纜提供 13.5Gbps 的速率，因而能滿足要求苛刻的視頻傳輸要求。這足以應(yīng)對(duì)車輛中的柱間高分辨率顯示屏。 考慮到安全性，德州儀器的 FPD-Link 串行器/解串器 (SerDes) 的速度快到足以傳輸未壓縮的攝像頭數(shù)據(jù)，隨著車輛整合更多的 ADAS 功能，這是一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。 未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)對(duì)于減少視覺偽影至關(guān)重要，否則會(huì)干擾系統(tǒng)處理圖像和對(duì)圖像做出反應(yīng)的能力。FPD-Link 還是雙向的，因此即使在接收?qǐng)D像時(shí)，系統(tǒng)仍然可以控制攝像頭。 展望未來 鑒于需要集成各種協(xié)議，因此制造商轉(zhuǎn)而采用我們公司品類豐富的汽車通信器件系列來應(yīng)對(duì)向區(qū)域架構(gòu)的轉(zhuǎn)變。 無線技術(shù)同樣令人興奮。德州儀器汽車系統(tǒng)工程與營銷業(yè)務(wù)部總監(jiān) Fern Yoon 表示：“一些消費(fèi)者無需將汽車開到修理廠，就能夠通過無線更新獲得新的性能或便利性功能，甚至遵守召回規(guī)定。” 憑借支持軟件定義車輛愿景的區(qū)域架構(gòu)，汽車制造商正在重新定義下一階段的駕駛員個(gè)性化、安全性和便利性。 Tsedeniya 表示：“德州儀器將繼續(xù)投資，以順應(yīng)當(dāng)今和未來的汽車架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)。” 參考資料： [1] AAA. January 2019. “ADVANCED DRIVER ASSISTANCE TECHNOLOGY NAMES.” Accessed March 25, 2024. [2] Khana, Abdullah, Corey D. Harper, Chris T. Hendrick, Constantine Samaras. Net-societal and net-private benefits of some existing vehicle crash avoidance technologies. Published in Accident Analysis & Prevention 125 (April 2019): pp. 207-216. |
