實現(xiàn)車輛組網(wǎng)的無縫連接

電子產(chǎn)品正在不斷改進我們與汽車的互動方式。隨著集成導航或免提通話不再是令人興奮的新功能，我們已經(jīng)取得了長足的進步。 如今的汽車搭載創(chuàng)新技術，并使用成百上千個半導體提升智能化、電氣化和安全水平。從空調(diào)座椅到定制燈光效果，半導體芯片能改善舒適程度；在某些車輛中，還可以通過多個觸摸屏或智能手機應用支持這些功能。

現(xiàn)在是軟件定義車輛的時代，這也是汽車市場的一大趨勢，汽車制造商可以借此提升服務水平、個性化和便利性。 當然，安全仍然最為重要，近 93% 的新車至少有一項高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 功能[1]。據(jù)估計，ADAS 可避免多達 160 萬起車禍（每年）和高達 367 億美元的損失[2]。如果沒有半導體在 ADAS 和連接性方面為汽車帶來的進步，這些數(shù)字是不可能實現(xiàn)的。

區(qū)域架構是汽車領域的另一個趨勢，有助于實現(xiàn)軟件定義車輛。和按照電子控制單元 (ECU) 在車輛中的功能進行分組的域架構相比，區(qū)域架構按照它們在車輛中的位置進行分組。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)絡接口，旨在實現(xiàn)車輛硬件和軟件架構的集中化。

“德州儀器有能力滿足汽車行業(yè)架構轉變所帶來的所有主要通信需求?！钡轮輧x器接口業(yè)務部副總裁 Tsedeniya Abraham 表示，“我們可以幫助設計人員管理和簡化區(qū)域架構所需的數(shù)據(jù)類型組合?！?/p>

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 ECU 都需要與傳感器、執(zhí)行器和其他 ECU 通信，以準確執(zhí)行運動和安全功能。以往，這需要許多笨重的配線電纜在整個車輛內(nèi)傳輸電力和數(shù)據(jù)。

幸運的是，區(qū)域架構減少了布線、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 (LIN) 等常見的通信協(xié)議對于整理日益增長的數(shù)據(jù)量仍然至關重要。

例如，可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)超高速和超低延遲的安全關鍵型通信，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)或動力轉向。

“區(qū)域控制模塊之間的以太網(wǎng)是高速數(shù)據(jù)傳輸的理想選擇，而 CAN 或 LIN 則是每個區(qū)域內(nèi)最后一英里通信的高效快速選擇?！盩sedeniya 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。這足以應對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，這是一個重要優(yōu)勢。

未經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)對于減少視覺偽影至關重要，否則會干擾系統(tǒng)處理圖像和對圖像做出反應的能力。FPD-Link 還是雙向的，因此即使在接收圖像時，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，因此制造商轉而采用我們公司品類豐富的汽車通信器件系列來應對向區(qū)域架構的轉變。

無線技術同樣令人興奮。德州儀器汽車系統(tǒng)工程與營銷業(yè)務部總監(jiān) Fern Yoon 表示：“一些消費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，汽車制造商正在重新定義下一階段的駕駛員個性化、安全性和便利性。

Tsedeniya 表示：“德州儀器將繼續(xù)投資，以順應當今和未來的汽車架構發(fā)展趨勢。”

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.