2786
汽車行業(yè)已經(jīng)知道車載網(wǎng)絡(luò)主干從CAN轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)的日子已經(jīng)臨近。如今，車廠比任何時候都更明白他們必須跨過這個鴻溝。而Marvell正在抓住這個歷史性機遇。
現(xiàn)在車廠必須在一個充滿技術(shù)和商業(yè)模式變化的環(huán)境中掙扎求生。
他們一直在努力應(yīng)對大量涌入的車輛傳感器、控制器和各種接口。他們還面臨著為現(xiàn)在和未來的車型進行新的中央計算平臺的選擇。
最迫切的需求是一個更大、更快、更可靠的車載網(wǎng)絡(luò)，如車載以太網(wǎng)和以太網(wǎng)交換機。沒了它，車輛的中央計算機就無法協(xié)調(diào)不同ECU之間的數(shù)據(jù)流量。
Marvell Technology最近發(fā)布了一款名為“Brightlane”的汽車以太網(wǎng)交換機系列。Brightlane可提供90 Gbps的帶寬，據(jù)公司聲稱，這是商用解決方案的兩倍。
Marvell已成為新汽車時代的關(guān)鍵角色，在這個時代，架構(gòu)需要更少的點對點連接。現(xiàn)在，優(yōu)先考慮的是可擴展網(wǎng)絡(luò)，在這種網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)和計算資源可以更自由地移動。
為了打入汽車市場，Marvell利用了其在數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗，2019年還收購了開創(chuàng)Multi-Gig技術(shù)的Aquantia。
在車載以太網(wǎng)領(lǐng)域還有許多其他供應(yīng)商，包括NXP、TI、Microchip、Infineon和Broadcom。但只有Marvell在以太網(wǎng)方面有著非常強大的背景，這一點是許多競爭者無法匹敵的。
根據(jù)Marvell汽車部門營銷副總裁Amir Bar-Niv的說法，目前數(shù)據(jù)中心和企業(yè)市場的以太網(wǎng)端口數(shù)量肯定超過了車載以太網(wǎng)。但是，它們的增長率存在明顯差異。數(shù)據(jù)中心和企業(yè)的以太網(wǎng)端口以個位數(shù)（大約8%）的速度增長，但車載以太網(wǎng)的年復(fù)合增長率是39%。
為何選擇以太網(wǎng)？
車廠選擇汽車以太網(wǎng)的原因有很多，其中最主要的是車輛架構(gòu)的變化。
車廠都在向中央架構(gòu)演進，所以會希望在車內(nèi)運行一個大的網(wǎng)絡(luò)，而這需要被簡化。
過去不斷添加ECU的做法，會不斷增加線束和連帶的重量。順便說一下，這個部分還是手工安裝上去的。而軟件定義汽車是將那些在許多小ECU中使用的處理和內(nèi)存全部集中到一個大塊中間的軟件中。
另一個因素是車廠希望由此可以開辟新的收入來源。他們希望更新特性，添加新功能，修補安全漏洞，所有這些都需要通過OTA。
然而，整個過程并不像在手機上下載應(yīng)用那么簡單。手機大概可以認為只有一個AP，而車輛要更新軟件時，必須通知到位于各個部位的zonal控制器。
面向服務(wù)的車輛架構(gòu)
從本質(zhì)上講，擁抱軟件定義汽車意味著采用“面向服務(wù)的車輛架構(gòu)”。
Marvell的Bar-Niv稱之為“數(shù)據(jù)-軟件中心架構(gòu)”，并指出汽車行業(yè)已經(jīng)從設(shè)備中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)向了應(yīng)用中心的架構(gòu)。
下一個大事件是能夠高效、靈活處理數(shù)據(jù)和軟件的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這個概念與面向服務(wù)的架構(gòu)沒太多差別。
在面向服務(wù)的架構(gòu)下，你基本上是在為車輛中的不同硬件（即ECU）提供所需的處理能力，就像在軟件中為車輛的不同角落提供服務(wù)。
例如，當(dāng)ECU需要一些額外的處理能力時，中央計算機需要及時響應(yīng)。而沒有以太網(wǎng)和以太網(wǎng)交換機，這樣的場景是無法實現(xiàn)的。
以太網(wǎng)交換機
以太網(wǎng)交換機對于車內(nèi)的大網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。當(dāng)數(shù)據(jù)通過交換機在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，不需要進行“向下轉(zhuǎn)換”。
以太網(wǎng)收發(fā)器，例如，將以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換成電信號，然后再將其轉(zhuǎn)換成其他協(xié)議，比如CAN協(xié)議或LIN協(xié)議。這是一種向下轉(zhuǎn)換。
另一方面，利用交換功能，目標(biāo)是在不轉(zhuǎn)換速度或協(xié)議的情況下重新路由數(shù)據(jù)。它保持在以太網(wǎng)協(xié)議中以以太網(wǎng)速度運行。它只是被切換并指向車輛的不同部分。這是非常快的。
正是出于這個原因，在未來，交換機市場將變得更重要。交換機可能建立‘新型網(wǎng)絡(luò)’，大致位于車輛的中心，與網(wǎng)絡(luò)的外圍進行通信。
Tesla的示范作用
其實Tesla從2017年起就開始在Model 3上實踐了。
當(dāng)然，Tesla沒有傳統(tǒng)歷史包袱，可以直接采用車載以太網(wǎng)。
相比之下，傳統(tǒng)車廠們在車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上已經(jīng)投入了大量成本，很難舍棄舊網(wǎng)絡(luò)，然后立刻啟用車載以太網(wǎng)。
眾多的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中包括CAN、用于高性能主干的CAN-FD、LIN、FlexRay和MOST。
考慮到越來越多的高分辨率攝像頭要求更多的帶寬，行業(yè)已經(jīng)有一系列的點對點連接接口。它們包括GSML（Gigabit Multimedia Serial Link）、FPDL（Flat Panel Display Link，來自TI）、LVDS、MIPI CSI-2、以太網(wǎng)AVB（Audio Video Bridging）等。
對此，TechInsights的預(yù)測如下：
在可預(yù)見的未來，CAN和Lin很可能會一直存在。
SerDes解決方案至少會保留到2030年，從像GMSL/FPD-Link這樣的專有解決方案遷移到基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，如MIPI A-PHY和ASA（Automotive SerDes Alliance）。
FlexRay會消失，盡管它可能會在2030年以后還存在，因為它要么轉(zhuǎn)向更快的CAN變體（例如CAN-FD），要么轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)。
同樣，MOST隨著時間的推移也會消失，可能比FlexRay消失得更快。
TechInsights補充道，“以太網(wǎng)是大贏家，將成為連接大型計算模塊和更高功率ECU的首選技術(shù)。PCI-Express將被用于SoC-to-SoC的連接?！?/p>
看樣子，不同類型的點對點連接可能會并存。但可以肯定的是以太網(wǎng)將成為車輛的主干。它可以讓車輛的不同domain和不同zone之間進行高速通信。
Marvell的汽車布局
除了Brightlane提供的無與倫比的帶寬外，Marvell聲稱其新的交換機系列還包括一組在其他任何車載交換機產(chǎn)品中都沒有的先進安全功能。
新的交換機系列在每個端口上都采用了符合IEEE 802.1AE-2018的MACsec（Media Access Control）鏈路安全性，最高可達10G，用于加密車載組件之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
該公司表示，“Marvell專利中的TCAM（Ternary Content Addressable Memory）實現(xiàn)了DPI（deep packet inspection），可以進行線速包分類，以確保包的有效性，并具有過濾和分類超過4000個IPv4/IPv6流的能力，以提高入侵檢測的敏感度。”
該公司正在穩(wěn)步尋求成為更大的車載領(lǐng)域的玩家，那么Marvell在車載以太網(wǎng)之外的前景如何呢？
這取決于OEM采用中央/zonal架構(gòu)的程度。隨著以太網(wǎng)主干的市場趨勢加速，zone需要收發(fā)器和交換機，Marvell可能會扮演更大的角色。
同時，在車載網(wǎng)絡(luò)之外的領(lǐng)域，對Marvell來說是一個更大的挑戰(zhàn)。它的定制AI ASIC設(shè)計能力可能會有優(yōu)勢，但這是一個擁擠的領(lǐng)域。
此外，在Marvell的2024財年一季度的結(jié)果中顯示，強勁的企業(yè)業(yè)務(wù)的增長由對定制ASICs的需求增加所驅(qū)動。所以目前該品類非車載領(lǐng)域得到了更大的關(guān)注。Marvell的SSD控制器專業(yè)知識也具有進入車載的潛力。
隨著下一代車輛架構(gòu)的改變，圍繞它的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在發(fā)生變化。Marvell憑借其車載以太網(wǎng)交換機取得了巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢。但對于汽車OEM來說，車載網(wǎng)絡(luò)并不那么簡單。他們需要一個平衡。他們也需要像NXP這類傳統(tǒng)車載業(yè)務(wù)公司的幫助，以便他們他們在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)之間找到最經(jīng)濟的方式。
下載ECAD模型
