联连网汽车持续推动创新

作者：Diodes 公司模拟产品 - 欧洲与汽车营销经理 Simon Ramsdale

汽车市场正经历一场有关联网汽车的革命。对产业而言，它代表了分析与行动的整合，其中的本机数据将转换为远程信息，而驾驶辅助功能则成为 ADAS。对消费者而言，其范围超越此抽象的实作定义；联网汽车将有助于克服目前城市环境中驾驶所面临的一些大的实际问题，例如寻找停车位、在繁忙的街道中进行自适应导航，或利用科技以避免城市之间主要道路的拥塞，以及提高驾驶与行人的安全。

虽然联网功能对于提升所有道路用户的整体体验与安全性至关重要，但终极目标是全自动驾驶车，这只有透过高速数据通讯才能实现。

随着车对物 (V2X) 通讯的持续发展，包括车对车、车对行人、车对装置以及车对电网，藉由越来越多的 ADAS 功能的推动，汽车中所产生、传输及处理的数据量正以指数性增加。涉及的资料量极为庞大；一些分析师估计，一辆自动驾驶车每天将产生超过 4GB 的资料，但我们可以假设即使是非自动驾驶的联网汽车每天也会达到 1GB 以上。

为汽车产业开发的现有通讯管道，例如 CAN、FlexRay 及 MOST，将继续为车载通讯提供骨干，但预期不会用它们来处理大量增加的时间关键数据。采用 ADAS 与自动驾驶必须大幅提高处理效能，特别是使用机器视觉系统时，因为这部分的数据极为重要。为维持传输速率，汽车产业正在转向新的高速数据总线与通讯协议，以响应更快速的网络与通讯基础设施，这些类型通常出现在高效能计算 (HPC)。这包括 PCI Express (PCIe) 与 USB 3.x。

车辆产生及传输的 ADAS 数据通常需要实时处理，特别是变换车道与盲点侦测系统。这必须倚赖将恒定的数据串流馈送至高速微处理器；许多微处理器与其他装置的缺点是 I/O 端口的数量有限，特别是超高速 PCIe 端口。

此情况正在改变汽车供货商市场的市场动态。PCIe 在汽车产业中相对较新，因此部分传统汽车供货商无法满足此需求。这为有能力提供的供货商带来了机会，例如 Diodes。Diodes 透过收购 Pericom，提供全套的汽车 PCIe 产品，包括封包切换器、讯号切换器及晶体与频率产生器。Diodes 目前提供符合 AEC-Q100 标准的 PCIe 封包切换器。Diodes 的 PCIe 与 USB 切换器系列产品适用于微处理器需要增加扇出的汽车应用，例如 4 通道、4 端口 PCIe 2.0 封包切换器，让单一信道能够连接至主机处理器与三个端点。这些高度整合的装置完全符合 PCIe 标准与 AEC-Q100 认证，可提供低延迟、无阻塞的封包处理与转送。它的频率产生器为封包切换器与微处理器提供频率讯号。

随着联网汽车成为高速数据网络，它将需要在不同于 HPC 领域的环境中，稳定地在冗长的数据线路上驱动讯号。例如，新的 USB 3.1 Gen 2 规格支持 10Gbps 数据传输速率，而在此数据传输速率下，讯号会快速衰减。汽车内的电缆长度很容易就达到六公尺，因此为了克服衰减并提高传输数据的可靠性，同时维持高数据传输速率，制造商正转向提供 USB 3.1「ReDriver」的公司，例如 Diodes；可恢复并增强讯号以便在长电缆上驱动讯号的装置。

可靠的高速数据通讯将成为每部新车基础设施的一部分，以支持 ADAS 与自动驾驶等功能。这需要符合严格认证要求的解决方案、顶尖制造商的商业需求，以及终端使用者不断提高的期望。Diodes 处于此技术的前线，其产品组合有助于实现全自动联网汽车的愿景。