ADAS架構不斷升級，汽車通信技術如何應對數據量高增長傳輸需求

電子發燒友網報道（文/李寧遠）隨著汽車架構的不斷演變，汽車內各種電子系統進行通信的機制也在不斷變化。尤其是在ADAS功能引入以后，各種自動駕駛輔助功能產生的數據對汽車的通信協議技術提出了不少新需求。

ADAS需要數據的互通來實現駕駛輔助，比如當汽車檢測到當前室外環境光線強度降低時，需要對此做出反應調節車燈亮度，顯示屏也會跟著調節亮度水平，同時攝像頭等傳感也會自適應地做出調整適應當前環境。這在以前是不可能實現的，起初這些系統往往都是本地而且獨立的，信息并不互通，數據間也沒有那么多交匯。

而現在的汽車，在ADAS功能引入后，數據量大增，對通信的安全性和實時性也要求更高這讓ADAS架構下的數據流通更依賴于高速汽車通信技術，這些技術可以更快、更遠地傳輸數據，從而提高車輛的安全性和自主性。

熟悉汽車通信架構的知道傳統面向傳感器、執行器控制的低端通信往往使用LIN來代替CAN輔助通信，電動門窗控制、座椅調節、燈光照明調節這些都是以往很典型的LIN應用場合，既可靠也節約了成本。但在ADAS引入后，在傳感器側，執行器側不再只存在低端的通信，有些設備對數據的實時性和高速提出了要求，此時還是需要CAN和CAN FD來進行通信。

隨著 ECU 的增加以及乘客車輛對更高級安全功能的需求，車載CAN通信也在不斷發展。CAN BUS會允許將多個ECU連接到一條通信線路并彼此交換數據，根據協議和通信速度的不同分為CAN和CAN FD，CAN的通信速度最高在1Mbps，CAN FD最高可以達到8Mbps?，F在還有速率更高的CAN XL，在10Mbps以上。

CAN的應用想必大家都很熟悉，自Bosch開發了該網絡協議后，CAN總線一直在汽車通信中發揮著重要作用。CAN FD還演變出了CAN FD 燈和CAN SIC細分協議，分別提供了穩健的物理層架構和信號改善功能，能為ADAS提供滿足高速和高可靠性要求的數據傳輸。

XL更是直接將有效荷載加到2kB，實現了更高的速率，進一步縮小了CAN和以太網（低速）間的差距。

不過無論如何，CAN和以太網之間的速度差距還是存在的。隨著ADAS以及其他網絡容量需求的爆發式增長，很快就會達到CAN總線性能的上限，上面這車載網絡受到的制約也會越來越大。雖然添加更多的CAN也可以支持，但在能夠接受以太網更高成本的應用里，CAN的確已經開始向以太網過渡。

ADAS中的傳感器正在向融合的方向發展，傳感器互相連接形成一個中央控制單元，處理的數據量越多，需要的帶寬就越大，而較大的帶寬提升了對于速度能到達1 Gbps以上以太網的需求。這種應用里，成本就不敏感了，追求可靠的高速的傳輸來提高車輛的安全性和自主性就是最重要的。在不久的將來，汽車可能會有5到15條100Mbit/秒的汽車以太網線或是5條1Gbit/秒的線束。

以很典型的攝像頭和雷達這種數據很密集的應用為例，單對以太網有著比CAN更高的容量來看傳輸這些數據，并且鏈路上不會發生動態速度變化，雖然相比之下以太網每個節點的成本較高。

現在還有一類通信標準在汽車中興起，雙向高速串行總線的通信標準PCle。PCIe在工業應用中更常用，不過隨著制造商開始嘗試改變數據主干架構，支持高帶寬和低延遲系統處理需要實時處理的傳感器數據和用戶信息呈指數級增長，PCIe已經在汽車應用中興起。

在ADAS、動力總成、信息娛樂等各種不同域組成的集中式計算節點里，PCle的應用可以明顯地降低汽車所需的整體ECU和電纜數量，其可拓展的帶寬也不會成為制約通信速率的瓶頸。

現在帶有ADAS功能的汽車非常依賴可靠高速的汽車通信技術，這些關鍵的通信協議在需求不斷增長的ADAS架構下共同承擔起了數據流通的任務，以太網發揮其帶寬優勢，CAN發揮其性價比優勢，PCle發揮其處理實時數據的優勢，為汽車內的信息流通保駕護航。