自動駕駛帶來數據浪潮，製造商們終要為汽車網路「提速」買單

【獵雲網（微信號：ilieyun）】8月22日報道（編譯：Cen）

汽車仍有很多方面需要得到提升——不只是指速度，更是指其內部配件。

速度一直是汽車行業所著眼的一個重要部分。但是在處理信息方面，汽車的發展速度是出了名的慢。隨著自動駕駛汽車時代的來臨，這個問題變得愈發緊迫。各個行業利益集團都爭先恐後地想第一個找到該問題的解決方案。

汽車一直依賴於一種相對簡單的網路標準，稱為CAN或者Controller Area Network（控制器區域網路）匯流排。CAN匯流排協調所有的微處理器以及電子控制單位（E.C.U.s）， 並傳輸一些像是傳輸狀態和液位等的細節信息。隨著越來越多的像是車窗和座椅調節裝置這樣的電子控制項被加入到車身中，CAN匯流排在這幾年不斷進行改進，增加了本地互連網路(LINs)來處理不斷膨脹的通信負載。

然而這款33年以前由Bosch首創的CAN匯流排，似乎也是時候退出這個大舞台了。

目前全新的先進的駕駛輔助系統例如自動緊急剎車、電子穩定控制和保持在車道內行駛輔助都需要即時通訊。因此，汽車製造商們一直在補足他們的網路工具，例如，它們將100兆比特每秒（Mbps）的乙太網電纜添加到了車內的大鼠布線中。

「但是每添加一個新的功能，都得加上一個新的電子控制單元以及一層新的線路，」 英特爾自動駕駛解決方案的首席系統架構師Jack Weast說道。那種方法效率很低、成本昂貴而且笨重——最重要的是反應很慢。「所以從連接性的角度來看，我們有需要將汽車從裡到外重新設計一遍，」Weast說。

即將到來的自動駕駛系統浪潮，使得汽車的高速網路開發極具緊迫性。

激光雷達公司Luminar的首席執行官Austin Russell所進行的一項穿越擁擠的曼哈頓街道的試駕，向我們演示了自動駕駛汽車運行所獲得的數據是有多麼地多。在上西區（Upper West Side），一輛配備了Luminiar激光雷達系統（利用紅外線探測周圍的物體）的汽車可以做到每秒十次對數千個數據點進行高解析度掃描，描繪出一副完整的包括騎自行車的人、行人、街頭小販以及狗的長達800英尺的3-D掃描圖。

「你必須擁有不可思議的超級感測器去彌補電腦無法與人腦匹敵的事實——並且在未來很長一段時間電腦都會不如人腦，」隨著汽車的感測器掃過Central Park West的擁擠街區的時候，Russell隨之說道。

這也就意味著汽車需要更多的感測器——或者說更多的數據。自動駕駛汽車的實驗設計包括了16個攝像機、12個雷達感測器、6個超聲波感測器和4到5個激光雷達感測器。而且為了讓自動駕駛汽車不受暴風雪和傾盆大雨等緊急情況的影響，可能會需要安裝更多的感測器和掃描儀。

「我們已看見過數據寬頻的爆炸式增長了，」 Aptiv的副總裁Lee Bauer說道。Bauer引用了自動駕駛汽車工程師們常說的一句話：自動駕駛汽車每小時將產生4tb的數據。其中包括了關於道路狀況、天氣、周圍物體、交通和街道標誌的實時信息數據——所有這些信息都必須在車內各部件之間共享，並用於在瞬間做出駕駛決定。

自動駕駛汽車製造商們都意識到了即將到來的數據海嘯。

晶元供應商Xilinx的高級主管Willard Tu說：「他們認為自動駕駛汽車需要每秒300萬億次的運算能力。」 每秒運算萬億次，這意味著每一輛車都是一台滾動的超級計算機。「因此，連接所有這些部件的管道的類型和直徑，」Tu說道，「都必須非常靈活。」 據估計，管道的大小應該在每秒25到40千兆位元組之間。。

實際呢？「至今沒有人能解決如何將所有數據流轉到中央處理器的問題。」Tu說道。

雖然工程師們和製造商們都同意如今的汽車需要被完全改造，但是大多數人來說，問題在於用什麼去改造呢？

通過使用短距離無線系統完全消除電纜將是最簡單的方式。然而，無線系統容易受到射頻干擾，從而影響到其有效性並且會使用戶陷入危險。另外無線系統更容易受到安全威脅，英特爾的Weast說道。

光纖可以提供最高的傳輸速度並且線纜很輕。但是光纖很貴而且比較脆弱；半導體公司Aquantia的發言人Amir Bar-Niv說，連接器的濕度，振動和灰塵都會導致信號丟失。一些奢侈品牌汽車嘗試過光纖，結果好壞參半。 「所以汽車製造商已經表示他們不會在車上裝光纖了，」他說。

到目前為止，最受歡迎的汽車內部網路線路布線依舊要數銅線。儘管銅線在長距離傳輸高速數據方面依舊是一項挑戰，但大多數汽車裡的所需長度都相對較短，而且汽車製造商們對於銅線的使用已經有了數十年的經驗了。

也許比物理布線更重要的是汽車應該使用的網路協議類型，以更好的加速信息流。最常見的區域網協議是乙太網，這種格式幾十年來一直是商業和家庭網路標準。但目前大多數以乙太網為基礎的網路最高速度通常為每秒1千兆比特(Gbps)，不足以處理自動駕駛汽車產生的海量數據。

為了加快傳輸速度並鼓勵使用乙太網，一些公司最近成立了自動駕駛汽車網路聯盟（Networking for Autonomous Vehicles Alliance，NVA）。NAV聯盟包括博世(Bosch)和大陸航空(Continental)等領先的零部件和系統供應商，以及晶元製造商英偉達(Nvidia)和Aquantia，以及全球最大的汽車製造商大眾(Volkswagen)。他們的目標是讓業界圍繞一個速度更快的多功能汽車乙太網網路標準聯合起來。最初的提議速度為2.5Gbps，但最終確定為10 Gbps

不過，還有著其它的競爭者在重構自動駕駛汽車產業，例如HDBaseT。HDBaseT最初是為處理高解析度視頻和音頻而開發的，它還可以通過非屏蔽銅纜傳輸功率以及基於乙太網的的通信（最高6Gps）。HDBaseT由Valens開發，它獲得了包括LG電子，索尼和三星電子在內的主要消費電子公司的支持。HDBaseT的支持者還認為，升級後的版本速度將很快達到20 Gbps和40 Gbps。

無論誰贏得了將高速網路引入汽車的這場競賽，都能贏得一筆巨大的財富。同時這還將為支持新標準的數百萬新連接晶元、網關和控制器創造一個全新的市場。這正是Aquantia、Valens和Xilinx等公司所希望的。

靈活性可能會是最終的決定性因素。Autonomou Stuff的首席執行官Bobby Hambrick表示，舊的CAN和LIN網路不會馬上就被捨棄。

Hambrick說道：「CAN匯流排將用於一些非常基本的東西，LIN則用於控制喇叭或者窗戶，因為用於這兩樣網路的晶元非常便宜。」Hambrick的公司成立了自動駕駛汽車研發平台，其中包括從中國的公司百度引進的阿波羅平台。他說，任何新的高速乙太網或HDBaseT網路都必須向後兼容這些舊系統。

此外，自動駕駛汽車和卡車所需的組件和感測器，以及搜集到的信息該如何去管理和釋義等的問題，還遠遠未解決。大多數的公司都沒有承諾為未來的自動駕駛汽車提供特定類型的攝像頭或激光雷達感測器，，所以任何新的網路都必須兼容各種組件。

Bar-Niv先生說：「我拜訪了兩家汽車製造商，對於他們想要什麼樣的系統，我有三種不同的看法。但是我可以說他們都想要一個高速的網路系統。」

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