区域架构设计趋势如何改善汽车通信
电子产品正在不断改进我们与汽车的互动方式。随着集成导航或免提通话不再是令人兴奋的新功能，我们已经取得了长足的进步。
如今的汽车搭载创新技术，并使用成百上千个半导体提升智能化、电气化和安全水平。从空调座椅到定制灯光效果，半导体芯片能改善舒适程度；在某些车辆中，还可以通过多个触摸屏或智能手机应用支持这些功能。
现在是软件定义车辆的时代，这也是汽车市场的一大趋势，汽车制造商可以借此提升服务水平、个性化和便利性。
当然，安全仍然最为重要，近 93% 的新车至少有一项高级驾驶辅助系统 (ADAS) 功能[1]。据估计，ADAS 可避免多达 160 万起车祸（每年）和高达 367 亿美元的损失[2]。如果没有半导体在 ADAS 和连接性方面为汽车带来的进步，这些数字是不可能实现的。
区域架构是汽车领域的另一个趋势，有助于实现软件定义车辆。和按照电子控制单元 (ECU) 在车辆中的功能进行分组的域架构相比，区域架构按照它们在车辆中的位置进行分组。这些基于位置的 ECU（也称为区域控制模块）利用现有和新的网络接口，旨在实现车辆硬件和软件架构的集中化。
“德州仪器有能力满足汽车行业架构转变所带来的所有主要通信需求。”德州仪器接口业务部副总裁Tsedeniya Abraham 表示，“我们可以帮助设计人员管理和简化区域架构所需的数据类型组合。”
利用协议减少布线
随着车辆中传感器和执行器数量的增加，车内需要传输的数据量也在增加。每个 ECU 都需要与传感器、执行器和其他 ECU 通信，以准确执行运动和安全功能。以往，这需要许多笨重的配线电缆在整个车辆内传输电力和数据。
幸运的是，区域架构减少了布线、重量和成本，从而更好地优化软件定义车辆。以太网、控制器局域网 (CAN) 和本地互连网络 (LIN) 等常见的通信协议对于整理日益增长的数据量仍然至关重要。
例如，可以通过以太网实现超高速和超低延迟的安全关键型通信，以规避事故。CAN 或 LIN 等协议具有成本效益，非常适合其他带宽较低的连接，如车窗升降、座椅温度调节或动力转向。
“区域控制模块之间的以太网是高速数据传输的理想选择，而 CAN 或 LIN 则是每个区域内最后一英里通信的高效快速选择。”Tsedeniya 表示。
FPD-Link™ 协议可通过单条电缆提供 13.5Gbps 的速率，因而能满足要求苛刻的视频传输要求。这足以应对车辆中的柱间高分辨率显示屏。
考虑到安全性，德州仪器的 FPD-Link 串行器/解串器 (SerDes) 的速度快到足以传输未压缩的摄像头数据，随着车辆整合更多的 ADAS 功能，这是一个重要优势。
未经压缩的数据对于减少视觉伪影至关重要，否则会干扰系统处理图像和对图像做出反应的能力。FPD-Link 还是双向的，因此即使在接收图像时，系统仍然可以控制摄像头。
展望未来
鉴于需要集成各种协议，因此制造商转而采用我们公司品类丰富的汽车通信器件系列来应对向区域架构的转变。
无线技术同样令人兴奋。德州仪器汽车系统工程与营销业务部总监 Fern Yoon 表示：“一些消费者无需将汽车开到修理厂，就能够通过无线更新获得新的性能或便利性功能，甚至遵守召回规定。”
凭借支持软件定义车辆愿景的区域架构，汽车制造商正在重新定义下一阶段的驾驶员个性化、安全性和便利性。
Tsedeniya 表示：“德州仪器将继续投资，以顺应当今和未来的汽车架构发展趋势。”
参考资料：
[1] AAA. January 2019. “ADVANCED DRIVER ASSISTANCE TECHNOLOGY NAMES.” Accessed March 25, 2024.
[2] Khana, Abdullah, Corey D. Harper, Chris T. Hendrick, Constantine Samaras. Net-societal and net-private benefits of some existing vehicle crash avoidance technologies. Published in Accident Analysis & Prevention 125 (April 2019): pp. 207-216.
