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在之前的文章中，我們花了很多的篇幅來探討全球汽車產(chǎn)業(yè)往集中式電子電氣架構(gòu)的發(fā)展。目前來看，2023年左右，從域控制器架構(gòu)為主體的設(shè)計會在旗艦車型上過渡到跨域融合的集中式架構(gòu)，而在2025年左右，會逐步進(jìn)入完整的計算平臺的狀態(tài)。下一代架構(gòu)主要特征是：具有區(qū)域控制器配合計算中心的架構(gòu)。
為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，汽車行業(yè)必須升級汽車的兩種主要連接類型:
● 傳感器到ECU連接-單向帶寬很大，反向帶寬較小(非對稱)
● ECU到ECU的連接-雙向大帶寬傳輸(對稱)
從演進(jìn)層面來看，我們可以把所有非標(biāo)準(zhǔn)的、車載以太網(wǎng)的控制器都稱為是Zonal ECU，這是因為這個控制器在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中會差異化地集成很多的功能。
▲圖1 Zonal ECU的拓?fù)?/p>
Part 1ECU到ECU的連接
隨著自動駕駛和智能座艙的普及，做高速連接方案的企業(yè)有了用武之地。比如傳統(tǒng)做音視頻及高速連接解決方案的Valens公司，也進(jìn)入了汽車相關(guān)領(lǐng)域——Valens新推出的一款芯片VA6003，可利用簡單、低成本的線纜線束實現(xiàn)高帶寬、對稱的車載信號鏈接，能提供在非屏蔽通道上傳輸高帶寬信號的解決方案。一些全球化的汽車企業(yè)也在評估這款芯片能否用到最新的汽車域控制器和計算平臺上。
▲圖2 智能汽車時代的高速連接方案
VA6003芯片組給目前汽車行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)以太網(wǎng)連接提供了一套高效的解決方案，包括一系列獨特的性能：
1.5Gbps/1.5Gbps雙向?qū)ΨQ帶寬
極低功耗、極低誤碼率
能夠在低成本非屏蔽線纜上傳輸以太網(wǎng)高速方案，極大降低了系統(tǒng)總成本
VA6003芯片支持在一條非屏蔽電纜上同時進(jìn)行多種信號傳輸，如：以太網(wǎng)、音頻和控制數(shù)據(jù)。這款芯片系列，目前已通過幾家核心的德國Tier-1供應(yīng)商的驗證，并有奔馳做背書——這個系列的早期型號VA6000已經(jīng)安裝在多款奔馳量產(chǎn)車型中，提供了效率更高、性價比更好的解決方案，來滿足各種信息娛樂應(yīng)用和客戶的需求。
▲圖3 VA6003是Valens VA6000系列芯片組中的最新產(chǎn)品
VA6000的產(chǎn)品應(yīng)用在奔馳S最新的娛樂座艙系統(tǒng)中，可以提供快速的通信連接。
▲圖4 奔馳S上多個屏幕的連接
Valens產(chǎn)品定位符合當(dāng)前汽車的發(fā)展趨勢，能夠滿足對稱傳輸應(yīng)用需求，如ECU到ECU之間的鏈接，而對于非對稱傳輸應(yīng)用，如傳感器到ECU之間的鏈接，可以選用 VA7000系列(符合A-PHY協(xié)議的芯片組)。
Part 2
傳感器到ECU的鏈接Valens年初發(fā)布了其VA7000系列，這是世界上第一個符合車載傳感器連接新標(biāo)準(zhǔn)A-PHY的產(chǎn)品。自2020年底MIPI聯(lián)盟發(fā)布A-PHY以來，高速車載連接標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)內(nèi)取得了顯著的進(jìn)展。2021年，IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會完全采用了A-PHY并將其作為自己的標(biāo)準(zhǔn)之一。汽車Tier1和Tier2供應(yīng)商（包括中國的一些供應(yīng)商）一直致力于將其集成到下一代高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的解決方案中。
▲圖5 PHY生態(tài)
Valens的技術(shù)在重型卡車應(yīng)用中得到了最好的體現(xiàn)，它能夠在極具挑戰(zhàn)性的電磁干擾環(huán)境中長距離地連接傳感器，將拖車后部的后視攝像頭連接到駕駛員側(cè)顯示器，性能也滿足車企的實時性要求。
在商用車貨運領(lǐng)域，缺乏遠(yuǎn)程傳感器連接解決方案，影響了全球道路上數(shù)以百萬計的貨車，這使得貨車司機(jī)的后視視角嚴(yán)重受限。Valens正在研究一種長距離連接解決方案，可以實現(xiàn)長達(dá)40米的視頻連接，為這一困難的應(yīng)用提供了獨特解決方案的同時也解決了重大的安全隱患。這種技術(shù)方案，能讓商用車輛進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。大型卡車無論靜止或行車過程中都存在視野盲區(qū)， 由于車輛高度及長度尺寸較大， 導(dǎo)致駕駛員視野受限形成盲區(qū)，如果盲區(qū)內(nèi)有其他車輛、 行人或障礙物體存在時，視野受限的駕駛員無法做出正確的判斷和選擇操作，從而釀成嚴(yán)重事故。通過多個攝像頭的圖像采集并拼接成 360°全景圖像，可以輔助駕駛員，在操作車輛過程中可通過主動顯示系統(tǒng)屏幕了解車輛外圍的周邊環(huán)境；通過機(jī)器視覺探測左右側(cè)及后方盲區(qū)內(nèi)是否有行人和障礙物，如有危險則通過聲音或圖像閃爍發(fā)出提醒， 使駕駛員可被動了解到車輛盲區(qū)內(nèi)的情況，從而提高行車安全性。為了得到全景圖像， 基于重卡車輛大小，布置不同數(shù)量的前部攝像頭、 左側(cè)及右側(cè)攝像頭、 倒車攝像頭分別進(jìn)行圖像采集。
▲圖6 卡車的視野盲區(qū)和解決辦法
原理說起來很容易理解，但是由于卡車車身很長，且需要跨越駕倉和掛車進(jìn)行連接，現(xiàn)有傳輸方案無法將尾部攝像頭可靠地傳輸?shù)今{駛室內(nèi)。Valens的目標(biāo)是開發(fā)長距離連接解決方案，能夠傳輸高質(zhì)量、零延遲、零誤碼的視頻。
在商用車領(lǐng)域里面，Valens與Stoneridge達(dá)成合作，正在嘗試推出重卡及拖車視覺和安全系統(tǒng)連接解決方案，攻克卡車運輸行業(yè)的安全領(lǐng)域難關(guān)。
▲圖7 卡車?yán)锩娴母咚龠B接場景
小結(jié)：
汽車行業(yè)將要升級兩種主要的車輛連接類型——ECU到ECU連接和傳感器- ECU連接。像Valens這樣為這兩種應(yīng)用提供了最先進(jìn)解決方案的公司將處于行業(yè)轉(zhuǎn)型的前沿。
