連網汽車持續推動創新

作者：Diodes 公司類比產品 - 歐洲與汽車行銷經理 Simon Ramsdale

汽車市場正經歷一場有關連網汽車的革命。對產業而言，它代表了分析與行動的整合，其中的本機資料將轉換為遠程資訊，而駕駛輔助功能則成為 ADAS。對消費者而言，其範圍超越此抽象的實作定義；連網汽車將有助於克服目前城市環境中駕駛所面臨的一些大的實際問題，例如尋找停車位、在繁忙的街道中進行自適應導航，或利用科技以避免城市之間主要道路的擁塞，以及提高駕駛與行人的安全。

雖然連網功能對於提升所有道路使用者的整體體驗與安全性至關重要，但終極目標是全自動駕駛車，這只有透過高速數據通訊才能實現。

隨著車對物 (V2X) 通訊的持續發展，包括車對車、車對行人、車對裝置以及車對電網，藉由越來越多的 ADAS 功能的推動，汽車中所產生、傳輸及處理的資料量正以指數性增加。涉及的資料量極為龐大；一些分析師估計，一輛自動駕駛車每天將產生超過 4GB 的資料，但我們可以假設即使是非自動駕駛的連網汽車每天也會達到 1GB 以上。

為汽車產業開發的現有通訊管道，例如 CAN、FlexRay 及 MOST，將繼續為車載通訊提供骨幹，但預期不會用它們來處理大量增加的時間關鍵資料。採用 ADAS 與自動駕駛必須大幅提高處理效能，特別是使用機器視覺系統時，因為這部分的資料極為重要。為維持傳輸速率，汽車產業正在轉向新的高速資料匯流排與通訊協定，以回應更快速的網路與通訊基礎設施，這些類型通常出現在高效能計算 (HPC)。這包括 PCI Express (PCIe) 與 USB 3.x。

車輛產生及傳輸的 ADAS 資料通常需要即時處理，特別是變換車道與盲點偵測系統。這必須倚賴將恆定的資料串流饋送至高速微處理器；許多微處理器與其他裝置的缺點是 I/O 連接埠的數量有限，特別是超高速 PCIe 連接埠。

此情況正在改變汽車供應商市場的市場動態。PCIe 在汽車產業中相對較新，因此部分傳統汽車供應商無法滿足此需求。這為有能力提供的供應商帶來了機會，例如 Diodes。Diodes 透過收購 Pericom，提供全套的汽車 PCIe 產品，包括封包切換器、訊號切換器及晶體與時脈產生器。Diodes 目前提供符合 AEC-Q100 標準的 PCIe 封包切換器。Diodes 的 PCIe 與 USB 切換器系列產品適用於微處理器需要增加扇出的汽車應用，例如 4 通道、4 連接埠 PCIe 2.0 封包切換器，讓單一通道能夠連接至主機處理器與三個端點。這些高度整合的裝置完全符合 PCIe 標準與 AEC-Q100 認證，可提供低延遲、無阻塞的封包處理與轉送。它的時脈產生器為封包切換器與微處理器提供時脈訊號。

隨著連網汽車成為高速數據網絡，它將需要在不同於 HPC 領域的環境中，穩定地在冗長的數據線路上驅動訊號。例如，新的 USB 3.1 Gen 2 規格支援 10Gbps 資料傳輸速率，而在此資料傳輸速率下，訊號會快速衰減。汽車內的電纜長度很容易就達到六公尺，因此為了克服衰減並提高傳輸資料的可靠性，同時維持高資料傳輸速率，製造商正轉向提供 USB 3.1「ReDriver」的公司，例如 Diodes；可恢復並增強訊號以便在長電纜上驅動訊號的裝置。

可靠的高速數據通訊將成為每部新車基礎設施的一部分，以支援 ADAS 與自動駕駛等功能。這需要符合嚴格認證要求的解決方案、頂尖製造商的商業需求，以及終端使用者不斷提高的期望。Diodes 處於此技術的前線，其產品組合有助於實現全自動連網汽車的願景。