OPEN聯盟推動汽車以太網迅速發展

從以太網誕生到現在，其高速的傳輸能力以及低廉的成本，使其成為了目前應用最為廣泛的局域網。過去，以太網主要應用在辦公網絡、工廠及家庭娛樂領域。在眾多以太網供應商的支持下，龐大的辦公市場和急劇膨脹的消費市場使以太網的定價水平能夠遠低于任何“定制”協議的定價。

根據Broadcom公司汽車網絡產品高級產品線經理Timothy Lau提供的數據，汽車半導體的需求從2005年開始不斷上升，預計到2014年，全球市場規模可達到250億美元。他表示，目前Broadcom公司在全球以太網市場處于領導地位，汽車市場將是Broadcom繼基礎設施和網絡（包括個人PC、數據中心等）、手持移動設備（包括手機、平板、藍牙等設備）、寬帶通信市場（以太網）后的第四大重要產品線。

如今，以太網已能夠正式進入諸如CAN、LIN、FlexRay和MOST這樣的汽車網絡行列，而其幕后推手則是以博通、飛思卡爾以及一部分汽車業領先廠商成立的OPEN聯盟（如BMW、現代、路虎、NXP和HARMAN）。這個聯盟旨在促進100Mbps以太網互連作為汽車網絡應用標準，同時推動博通BroadR-Reach以太網解決方案在下一代汽車網絡內得到大規模的應用。

據了解，Broadcom將按照RAND條款提供BroadR-Reach規范的使用許可，所有感興趣的OPEN聯盟成員都可獲得使用該規范的許可證，支持以太網的寶馬汽車已于2008年開始上市，據透露2013年寶馬推出的X5系列就會采用該技術。該聯盟目前并沒有準入限制，計劃在未來數月內增加更多汽車供應商和制造商成員。所有有興趣的OPEN聯盟成員公司都可以獲得使用BroadR-Reach性能規范的許可，只需按照RAND條款從Broadcom公司獲得一個許可證即可。

BroadR-Reach是Broadcom近期推出的系列汽車解決方案，共有5種產品：包括配備4種物理層的7端口“BCM89500”、配備5種物理層的7端口“BCM89501”、配備2種物理層的4端口“BCM89200”、單端口“BCM89810”、配備支持10/100/1000BASE-T物理層的“BCM89610”。OPEN聯盟成員恩智浦（NXP）隨即宣布成為采用博通BroadR-Reach技術的首家汽車半導體供應商為該系統提供收發器（PHY）。Freescale 提供MPC5604E 32位微控制器（MCU），而OmniVision則提供AEC-Q100、具大動態范圍（HDR）色彩的OV10630單芯片系統（SoC）CMOS圖像傳感器。非OPEN聯盟中，瑞薩電子也于2011年6月8日宣布推出了六個新型第四代（X4代）、基于V850系列的S系列微控制器（MCU），該微控制器就同時支持以太網以及MOST網絡。

以太網應用到汽車領域的優勢

在工業控制市場，以太網已經證明能夠在較大的溫度變化范圍、劇烈震動、高EMC輻射以及灰塵或潮濕環境等極端條件下實現強勁的性能。例如，麥瑞半導體推出的KSZ8041NL AM單端口快速以太網PHY解決方案就可以支持高達125°C的環境溫度。而針對汽車市場的需求，新一代以太網設備也大都具備顯著改善的ESD(靜電放電)性能。因此，以太網可以很好的適應汽車環境變化。

除此之外，通過Broadcom公司研發的單對非屏蔽雙絞線組網，汽車制造商可以替換過去昂貴、笨重的屏蔽電纜，極大地降低互連成本和電纜系統重量。據介紹，BroadR-Reach采用的單對非屏蔽雙絞線可以將互連成本顯著降低多達80%，并使電纜重量減輕多達30%。

據了解，單對非屏蔽雙絞線除了提高傳輸速率，降低成本，還可實現電力的傳輸。據工作人員介紹，有些廠商為了滿足惡劣的使用環境，會在雙絞線上添加一層保護層，但并非電磁屏蔽層。

非屏蔽單對雙絞線（細）與傳統的屏蔽線纜（粗）

除了保持原有的可靠性，以太網在性能上也有了極大提升，過去MOST的網絡只能采用模擬攝像頭，而以太網可以采用高清數字攝像頭，同時可傳輸語音、視頻等大容量數據。恩智浦半導體以太網產品營銷和業務開發總監Rob Hoeben對此表示：“我們認為，以太網是高帶寬車載網絡的最佳選擇，而BroadR-Reach在該領域表現優異。因此，我們選擇與博通進行合作，而不是開展同樣的研發工作。這樣有利于我們降低開發成本，加快新技術進入汽車市場的速度。我們相信，采用BroadR-Reach技術將極大地促進其普及步伐，使其成為汽車以太網領域的實際標準。我們將基于博通的BroadR-Reach IP技術，開發自己的汽車級PHY產品。”據介紹，第一批恩智浦產品樣片將于2013年開始供貨。

汽車以太網的主要應用

車載診斷系統(OBD)

汽車以太網的最初應用通常包括車載診斷系統(OBD)，它大大縮短了軟件的下載時間。業內似乎有一種普遍的共識：OBD將轉向基于IP的接口(即以太網的物理層)，而非速度較慢的傳統CAN。

汽車以太網的應用和普及要源于大容量、信息高速傳輸的發展，車載信息娛樂系統和網絡的發展需要借助協議的支持，如以太網和MOST（面向媒體的系統傳輸），以支持高帶寬和高可靠性的數據傳輸。在歐洲運營的OEM廠商已認可MOST為事實上的汽車網絡標準，不過這還僅限于高端的豪華車型。現在，以太網的應用使得非豪華車型也可以使用這些應用。

除了視頻信息娛樂等車內應用，推動汽車高帶寬快速發展的另一個應用是攝像頭安全系統。在很多情況下，如在狹窄空間內倒車、調頭等過程中，駕駛員無法獲得全面視野，很可能導致汽車損壞或傷害到行人。通過連接安裝于汽車外部的多個攝像頭，駕駛員可以獲得360度的全方位視圖，借助儀表板上的顯示屏實時了解周圍事態。而目前車載高清IP攝像頭的拍攝格式已達到720P，即使經過壓縮后的數據流也需要至少30兆的帶寬，在這種情況下必須用以太網才能適應這種需求。

Broadcom公司、飛思卡爾半導體公司和OmniVision公司近日聯合宣布的360度全景停車輔助系統，則是另一款全新應用，這也是全球第一款基于以太網的停車輔助系統。這種開放式網絡允許多種系統便捷地獲取信息，能夠為價格實惠的CMOS圖像傳感器提供很高的圖像分辨率。據了解，搭載360度全景停車輔助系統的汽車將在2012年上半年開始批量上市。

Timothy Lau透露，目前以太網取代的主要是FlexRay和MOST網絡，與低帶寬的CAN和LIN網絡共存。“隨著汽車網絡的發展，未來汽車廠商將會傾向于減少網絡的數量，未來所有的網絡或許會集合到一個以太網中，這也是有可能的。”Timothy Lau表示，由于以太網可以傳輸各種數據，甚至包括供電，因此可以將過去分立的網絡整合成為同一個網絡。