车载以太网：下一代联网技术让汽车更智能

本刊实习记者 | 许冬琦（整理编译）

车载以太网将多种车内网络整合为一体，实现彻底的互联互通，提高汽车安全性的同时，也降低了汽车厂商研发和生产成本，有望成为汽车行业公认的下一代联网系统。

为了提高汽车的安全性，用户开始不断要求提高车辆的驾驶控制性能，这就需要更高速、更可靠的通信网络；随着汽车内电子产品和部件的不断增加和普及，摄像头、诊断、自动泊车、信息娱乐等系统之间的数据传输和交换对车内网络的带宽提出了挑战。客户需要灵活和经济实惠的互连解决方案，以满足对无缝集成在汽车网络中的信息、娱乐及安全功能日益增长的需求。

汽车厂商希望能够统一车内网络，而以太网则有希望将多种车内网络整合为一体，实现彻底的互联互通。在CES2012上，Broadcom（博通）公司展台展出了在车辆上使用以太网的技术创新。其中演示了汽车制造商除了提供车载信息娱乐功能，还可以加入保证驾驶员的安全的功能，例如，当有其他驾驶者进入你的车道时，通过摄像头就可以捕捉到。

未来汽车网络技术

对于车载以太网这一下一代联网系统，各汽车公司纷纷表示出浓厚的兴趣。2013年宝马X5模型车的360度全景泊车系统中将首次采用以太网宽带技术，丰田也将采用同时涵盖控制系统及信息系统的车载以太网技术。

而早在2010年，宝马汽车就和半导体供应商博通公司共同提出了汽车以太网技术。以太网广泛应用于工业自动化和通信行业，比起汽车中另一个宽带技术MOST而言，能够更加迅速地把硬件、软件和研发成本降下来，因此宝马视其为下一代关键技术，从2005年就通过收购等方式介入该领域的研发。丰田在2007~2008年也开始考虑采用以太网。该公司在2004年成立了计划实现车载LAN接口规格标准化等团体，并与日本国内汽车厂商及部件厂商等积极进行了开发。

汽车网络属于一个新兴应用，并且在近年获得了非常迅猛的发展，而随着网络带宽的演进，以太网的发展速度远超过了其他网络技术。博通公司基础设施和网络集团汽车网络产品高级产品线经理Timothy Lau先生指出，以太网的特点是低成本、高带宽，非常适合汽车市场中的车载娱乐、视像系统应用，可取代那些需要高带宽的应用。

与此同时，车载网络需要兼容性和开放的架构去支持，必须具备可扩展性，支持多种系统和设备，需要具有融合能力和开放的架构。博通公司发布了其面向车载网络的以太网系列产品，进入汽车市场。同时，博通公司、恩智浦半导体公司、飞思卡尔半导体公司和哈曼国际公司宣布，成立一个特别兴趣小组（SIG）——OPEN联盟（One-Pair Ether-Net），以促进基于以太网的汽车互连的广泛采用，宝马和现代汽车公司也共同参与组建了开放联盟。

该联盟的宗旨是促进建设一个未来汽车网络标准的开放系统。基于以太网技术提供高达100Mbit/s的网络速度，可以提供更快、更轻的联网系统；同时建议使用单一非屏蔽双绞线电缆，这样一方面有助于减轻车重，另一方面也可以有效提高汽车燃油效率，对环境有益。在机载系统方面，由于布线成本低，也降低了生产开支，使得一些汽车公司受益。

国际汽车零部件供应商大陆也已加入这个开放联盟。大陆集团执行董事会成员和内部分工负责人赫尔穆特·Matschi认为，“使用以太网是汽车电子系统集成的理想解决方案，在开放联盟中，我们可以定义整个行业的标准，从而最大限度地缩短开发成本。同时通过这种方式，可以进一步协调与世界汽车消费类电子产品在安全管理的方式。”

博通专门针对汽车半导体市场的严格要求推出全球第一个以太网汽车互连解决方案系列，允许多个车辆系统（如信息娱乐系统，自动驾驶辅助）同时访问单一非屏蔽双绞线电缆的信息，并能够以单对非屏蔽双绞线提供100Mbit/s及更高的宽带性能，将互连成本显著降低80%，并使电缆重量减轻30%。汽车制造商也可以显著降低连接成本和布线重量，并帮助实现从多种封闭式应用系统向开放的、可扩展的基于以太网网络的迁移。

实现彻底的互联互通

汽车网络目前有LIN、CAN、Flexray等几种网络标准，这些网络各自独立，并没有连接起来。汽车厂商希望能够统一车内网络，而以太网则有希望将多种车内网络整合为一体，实现彻底的互联互通。

博通基于标准的以太网专利技术BroadR-Reach的一个具体的应用案例有ADAS——驾驶员辅助系统，可实现物体检测，停车时查看四周情况，车道偏离报警和远光控制。此外还有信息娱乐系统和车载诊断系统。

博通、飞思卡尔和OmniVision也推出了3方共同开发的360度全景消车辅助系统，这是全球第一款基于以太网的泊车辅助系统。其中采用了博通BroadR-Reach BCM89810独立型物理层收发器（PHY）、Freescale 32位微控制器（MCU）和OmniVision CMOS图像传感器。该系统将在宝马2013年推出的X5模型车上亮相。而且，专门提供高端音响设备的哈曼国际也正在开发基于以太网的汽车音响系统。

恩智浦半导体也宣布进军汽车以太网开发领域，成为首家在车载网络产品中采用博通BroadR-Reach以太网技术的汽车半导体供应商。根据Gartner公司的数据显示，预计到2014年，全球汽车半导体收入将超过250亿美元。恩智浦公司汽车业务部战略与新业务副总裁Lars Reger表示：“汽车以太网是我们种类繁多的车内网络产品下一步的必然发展方向，可使我们的产品实现从LIN、CAN和FlexRay直至以太网的演进。”作为车载网络电子元件的实力供应商，恩智浦此举使BroadRReach成为车载以太网领域实际的开放式标准。

通过使用新的网络技术，将多种车内网络整合为一体，可以使汽车更安全、舒适、便利，并且能够更迅速地响应变化的输入信号，未来车辆将会变得更“聪明”。

（文章摘自BROADCOM《In-Car Ethernet Paves the Way for New Features, Increased Efficiency》、Intertraffic.com《Continental says Ethernet is car networking technology of the future》、carsales.com.au《Hyundai, BMW get behind Ethernet》、EETimes《Broadcom launches connected-car Ethernet portfolio》）。

OPEN联盟促进将100Mbit/s以太网互连作为汽车网络应用标准

在短期内，SIG的成员将努力发展全行业标准，支持网络迁移应用，推出第三方测试的机会，并建立认证程序。OPEN联盟旨在促进将100Mbit/s以太网互连作为汽车网络应用标准并加以广泛采用，该联盟计划在未来数月内增加更多汽车供应商和制造商成员。所有有兴趣的OPEN联盟成员公司都可以获得使用BroadR-Reach性能规范的许可，只需按照RAND条款从博通获得一个许可证即可。