未來的汽車可能需要一種替代傳統(tǒng)CAN總線的技術。

以太網(wǎng)技術很可能在汽車的未來扮演更大、更重要的角色，而汽車行業(yè)需要在這種情況發(fā)生時做好準備。

目前，汽車網(wǎng)絡基礎設施通常有多達8個不同的網(wǎng)絡標準。處理這么多不同網(wǎng)絡的復雜性對當今汽車的成本有著巨大的影響。對每種網(wǎng)絡類型的研發(fā)應用投入不僅增加了成本，管理遺留軟件/固件的難度也增加了成本，從而導致不兼容性和無法重用部件。

由于這些改進需要一個專用的物理層網(wǎng)絡，因此業(yè)界普遍認為以太網(wǎng)的優(yōu)點是具有超兼容性和靈活性，能夠滿足汽車行業(yè)的未來需求。

“汽車以太網(wǎng)是目前發(fā)展最快的標準之一，”一位行業(yè)人士表示，“因為每家汽車制造商都希望在即將發(fā)布的新車型上投入更多的功能。”

目前，汽車以太網(wǎng)是由兩大市場力量驅(qū)動的。首先，車輛使用了更多的傳感器，來自這些傳感器的數(shù)據(jù)需要以非常高的速度進行通信。其次，任何一種新的高速通信方式都需要考慮輕量化的要求。

比如，在傳感器融合的情況下，對高速通信解決方案的需求尤為重要。汽車制造商越來越多地從多個傳感器(如雷達、激光雷達和照相機)獲取數(shù)據(jù)，并將其融合，形成汽車周圍環(huán)境的360度感知。

“如果傳感器還是像傳統(tǒng)方式獨立工作，你可能不需要高速數(shù)據(jù)傳輸，那么以太網(wǎng)就不那么重要了，”業(yè)內(nèi)人士表示，“但一旦你開始將數(shù)據(jù)融合在一起，并希望基于多個傳感器的實時數(shù)據(jù)做出決策，那么對帶寬的需求就會增加。”

汽車以太網(wǎng)將允許傳感器數(shù)據(jù)以每秒千兆比特的速度傳輸。相比之下，今天汽車上常用的CAN總線的工作速度是每秒兆比特。

此外，任何提供高速通信的解決方案，都必須在不增加車輛中已經(jīng)龐大的線束重量的前提下實現(xiàn)。現(xiàn)在，以太網(wǎng)技術恰恰滿足了這一需求，因為與計算機中使用的早期以太網(wǎng)系統(tǒng)不同，汽車以太網(wǎng)是使用一對未屏蔽的單絞線，在減少通信線路的數(shù)量情況下，還減少了線束的重量。與LVDS等技術相比，成本降低了約80%，重量降低了20%。

這無論是對于傳統(tǒng)動力驅(qū)動，尤其是對純電動汽車來說，燃油或能耗經(jīng)濟性尤為重要。

我們已經(jīng)可以看到，越來越多的汽車制造商認識到汽車以太網(wǎng)技術的必要性，并正在與供應商合作以實現(xiàn)這一目標。包括寶馬（2013年上市的寶馬X5采用了單雙絞線，100Mbps以太網(wǎng)連接ADAS攝像頭。）在內(nèi)的一些汽車制造商已經(jīng)在使用有限數(shù)量的汽車以太網(wǎng)。

盡管如此，該行業(yè)的許多企業(yè)還沒有量產(chǎn)使用這項技術，更多的則是在自動駕駛車輛的測試方面。同時，也并不是所有的測試工程師都對這些變化做好了準備，尤其是那些一直在使用低頻技術的工程師。尤其是一些是傳統(tǒng)的EMC(電磁兼容性)工程師——不一定是高速數(shù)字工程師。

盡管一些汽車制造商和供應商已經(jīng)開始采納汽車以太網(wǎng)技術，但還有很多工作要做。今天，超過90%的汽車數(shù)據(jù)繼續(xù)通過CAN總線進行通信?！熬筒渴鸲裕@項技術仍處于起步階段，”上述業(yè)內(nèi)人士表示，這將是一個緩慢的轉(zhuǎn)變。

不過，準備工作開始的越早越好。尤其是自動駕駛汽車更需要一個強大的網(wǎng)絡，足以處理產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。

截至2016年，Broadcom為主要oem廠商提供服務。其他的參與者（Marvell、Microchip 、NXP 、Toshiba）也有很大的份額，也在開發(fā)下一代汽車以太網(wǎng)。

為了確保網(wǎng)絡足夠強大，去年5家汽車行業(yè)廠商博世、大陸、英偉達、大眾和Aquantia組建了自動駕駛網(wǎng)絡聯(lián)盟（NAV），該聯(lián)盟的核心是Aquantia的芯片，它支持多千兆以太網(wǎng)(Multi-Gig Automotive Ethernet)網(wǎng)絡，可以以每秒10千兆的速度傳輸數(shù)據(jù)。

Aquantia的創(chuàng)始人菲爾·德蘭塞(Phil Delansay)表示，以太網(wǎng)技術在自動駕駛汽車中是必要的，因為它們需要傳輸來自多個攝像頭和傳感器的大量數(shù)據(jù)。

自動駕駛也需要一種新的車載網(wǎng)絡解決方案，能夠在越來越多的高分辨率傳感器、攝像機和中央處理單元之間以更快的速度傳輸數(shù)據(jù)。該聯(lián)盟將推動下一代車載Multi-Gig以太網(wǎng)網(wǎng)絡所需的生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)。

Nav聯(lián)盟將創(chuàng)建規(guī)范，為新技術建立共識，創(chuàng)建流程和測試需求，推廣與規(guī)范匹配的產(chǎn)品，與標準制定機構進行互動。

汽車電子市場的發(fā)展使以太網(wǎng)對高帶寬和網(wǎng)絡同步的需求日益增長。按照相關機構發(fā)布的數(shù)據(jù)，到2020年，大部分車型將擁有50到60個以太網(wǎng)端口，甚至入門級車型也將擁有10個。而高端車型的以太網(wǎng)節(jié)點可能會超過100個。

現(xiàn)有的100Mbps到1Gbsp的標準車載以太網(wǎng)解決方案正在推動全球車載以太網(wǎng)系統(tǒng)市場的增長。以太網(wǎng)通過提供更高的數(shù)據(jù)傳輸模式，使汽車服務行業(yè)標準化。

不過，以太網(wǎng)也并非已經(jīng)“獨占鰲頭”。

尤其是對于要求最小延遲的ADAS及自動駕駛系統(tǒng)，以太網(wǎng)的圖像緩沖、編碼和解碼要求可能對這些實時處理系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響，盡管該技術增加了帶寬。

目前，在攝像頭上使用最多的是LVDS，以太網(wǎng)的吞吐量略低于LVDS，但關鍵的優(yōu)勢是它是一個分組交換網(wǎng)絡，這樣的分組交換拓撲在未來汽車網(wǎng)絡架構設計中有巨大的好處，因為越來越多的電子設備被添加到汽車中，所有這些東西都需要相互通信。

目前，汽車以太網(wǎng)主要量產(chǎn)采用的是100mbps，未壓縮的視頻需要更高的帶寬。所以，汽車制造商確實需要壓縮數(shù)據(jù)，然后傳輸，然后再解碼，這確實增加了一點延遲。

但也有業(yè)內(nèi)人士表示，如果仔細優(yōu)化編碼器，優(yōu)化傳輸，優(yōu)化解碼器，你仍然可以將延遲控制在幾毫秒之內(nèi)。

不過，對于以太網(wǎng)非常有利的就是成本、成本、成本。這是汽車制造商在量產(chǎn)時優(yōu)先考慮的因素。比如，最傳統(tǒng)的攝像頭，通常車載攝像頭是沒有DRAM的，因為這會增加幾美元的成本。

而與與LIN (19.2 kb/s)、CAN FD (15 Mb/s)、FlexRay (10 Mb/s)和MOST(25、50或150mb/s)相比，以太網(wǎng)提供了更高的帶寬數(shù)據(jù)傳輸。

LIN協(xié)議實際上只適用于非常低帶寬的應用程序，這些應用程序控制窗戶、部分設備或燈。

CAN或CAN FD提供了15mb/s范圍內(nèi)的靈活數(shù)據(jù)速率，但仍然僅限于帶寬相對較低的應用程序。

FlexRay的情況也是如此，它提供了冗余的優(yōu)勢，因為它有一對并行的數(shù)據(jù)線。如果一條線路損壞，另一條線路可以接管它的功能。因此，它的優(yōu)勢在安全或關鍵任務的功能，如轉(zhuǎn)向或制動控制的應用。

面向媒體的系統(tǒng)傳輸(MOST)是一種信息娛樂標準，具有25mb/s、50mb/s和150mb/s的數(shù)據(jù)速率，但最大的問題是，大多數(shù)的150mb /s是在環(huán)拓撲網(wǎng)絡中共享的，而每個專用的汽車以太網(wǎng)鏈路提供了全部的150mb/s帶寬。

因此，與大多數(shù)流行的汽車傳輸數(shù)據(jù)標準相比，汽車以太網(wǎng)提供了更高的帶寬。由于它依賴于單個未屏蔽的雙絞線，它還提供了一種低成本的布線方案。布線重量比屏蔽布線輕約30%，連接性成本節(jié)約約80%。

此外，汽車以太網(wǎng)滿足汽車應用領域嚴格的電磁兼容和電磁干擾要求以及溫度等級要求。最關鍵的是，以太網(wǎng)棧上層的所有軟件接口都與標準以太網(wǎng)完全相同。