“恩智浦刘鹏：车载以太网时代的车辆互联网架构和处理方案”

6月29日-30日，列支敦士登汽车主办的“2021中国汽车半导体产业大会”隆重举行。 此次会议主要围绕中国汽车企业核心短缺的现状、供应链国产化安全建设、车载芯片平台构建设计、自动驾驶、智能座舱行业的芯片诉求和应用实例、电力半导体在三电的应用、芯片测试和功能安全等话题展开讨论，共谋产业未来快速发展的道路， 以下是恩智浦高级业务事业开发负责人刘鹏在这次大会上的发言。

恩智浦高级业务事业开发负责人刘鹏

我是恩智浦刘鹏。 负责扩大车身互联网业务。 这几年，我的大部分时间都花在了以太网行业上。 前面，正如主持人说的，我扩大过国内汽车企业的新互联网。 今天，我们简单介绍一下车载以太网时代的车辆互联网体系结构和处理方案。

我们过去一两年和国内汽车企业进行了很多交流，发现未来两三年国内汽车企业整车结构将发生巨大变化。 今天我们将比较国内汽车企业和国外汽车企业的框架在互联网框架下如何创新，并简单介绍一下。

这几年汽车企业有很大的框架变化，这张图简要介绍了框架变化的历史和未来的趋势。 从去年开始，国内大部分汽车企业的中高级车都朝着这个方向发展。 域控制器的框架。 该体系结构可能具有一个或两个域控制，如中央网关、座舱有域控制、adas有域控制等。 在国外有时会把tbox和v2x放在一起，这也是域控制。 另一方面，一些车企已经在往下走。 就是所谓的partial zone。 如果自动驾驶越来越普及，ecu增加，线束增加，怎么节约价格？ 第一条省线束。 二是能减少ecu的数量吗？

基于这个目的，大家做了最初的尝试。 因为改变供应链不容易，所以能对车身有一点想法吗？ 例如，提高车身模块的集成度，制作了被称为bdu和xcu的东西。 这样的话，整车可以节省十几个ecu。 另一方面，越来越多的车企，第一是国外豪华企业品牌。 他们说是否有其他方法，也就是说有full zone结构。 此体系结构中没有中央网关。 那就是分区网关。 通过高速以太网将zone网连接在一起，形成汽车基础结构的高速互联网，其中有几个较大的计算单元。 中间可以理解为车用电脑。 旁边是客舱和adas，有两个独立的控制单元。

为什么会这样？ 最初，有车的企业认为，能否用某种方法将所有的ecu连接到主干网上。 后来发现不可能。 目前，汽车以太网上已经有的g数为1g，但adas或座舱有高像素摄像头，未来像素可能会越来越高，如800万像素。 此时，仅将相对原始数据恢复到1g的带宽是不够的，因此目前，摄像机通过lvds直接进入相关的adas、中央计算机和座舱域，处理实时高要求命令的控制。 如果是超大容量的视频信号，可以通过lvds。 我听说现在右上的车企是凤毛麟角，大部分车企都在向左下和右下方向迅速发展。 这张图展示了体系结构。 以前流传下来的架构去域控制和full zone会出一点问题。 域控制的情况下，如果在纸面上画系统的框图，虽然逻辑上非常清晰，但是在生产车时会产生问题。 车不按你的图走。 传感器的位置可能不一样。 即使是逻辑域。 此时，线束的配置如左下方的图所示，可以看出里面的线束很乱，会很长。 所以豪华轿车去full zone。 因为将传感器连接到了附近的网关上，所以线束变得简单了，传到主干网上后，整个网就变干净了。 如果往这个方向走，其实难度也很大。 如果是比较便宜的车，能在这样的框架下降低系统整体的价格吗？ 不，软件的价格可能很贵。

如果整车的未来发展到预控制和zone，车用互联网中就会出现一系列问题。 特别是进入full zone。 你涉及到不同消息的混网。 以前以太网是并行的，但是到了环形互联网后，由于实时性的要求不同，所以通过终端网关进行聚合。 那么，有没有从实时性的角度合理解决这些消息的好方法呢？ 这是非常困难的。 现在，以太网已经有了一些技术。 例如，qbv有助于解决所谓的数据流量工程问题。 就像沃尔沃和其他汽车企业一样，他们在full zone架构下进行了一定的分解。 他们得出的结论是，通过合理解决架构结构，在合理解决消息量时，tsn或类tsn能够解决实时性问题。

为什么full zone呈环型或类环型结构？ 例如，即使有外圈的一个节点断开，所有的节点其实都是连接的。 它有第二条路径。 可能会跳，但又多又杂。 所以，这种结构的好处在于，在面向未来更高水平的自动驾驶，对冗余性和功能性的安全性较高时，这种结构比与域控制器点对点连接要好一些。

以太网上还有另一个叫做cb的东西。 例如，左边有激光雷达。 那就把消息传达给adas新闻方。 我可以发两个那个。 如果由于某种原因中断了，也可以走别的路径。 目前，以太网具备适应未来架构的技术。 现在国内也有一些车企。 他们在恩智浦和友商的基础上制造新一代tsn。

avb和tsn差不多，tsn和avb最基本的功能是准确的时刻同步。 如果车内有一些雷达信号和视频信号，可以在这个时间进行同步，环境识别结果会更准确。 准确的时间同步只是同步的消息。 将来会有一个新的标准，叫做as。 这个基本时钟可以进行双备份，如果其中一个时钟发生问题，系统可以更快地进行备份。 也有线路。 传输时钟信号时，我有双链路的备份。 有问题的时候也有备份链接。 这也提高了时钟传播的功能安全性。 最后有cb。 这个APP用于自动驾驶行业。 国内有几个车企看到了这一点，但是否会量产现在还不清楚。 有些研究已经相当长了。

虽然以太网和远程信息技术一直在前进，但是这里列举了一点车用的未来日程。 例如，从2009年开始量产BMWx5在百万以太网上放眼望去，2009年有千兆量产，将来可能会有越来越多的g。 由于车用以太网技术的要求非常高，这方面发展很慢。

这里简单介绍一下企业产品。 马上量产新一代的以太网交换机。 该产品支持sob，整合了6+1百兆。 该产品的应用行业第一是两个，第一个应用是车辆网关。 当然，这个产品做的是国内未来的超大型网关，虽然数量还不够，但是国内大部分网关还是可以的。 由于该系统已经进入国内大约5、6家汽车企业，因此从今年年底到明年上半年，将有2-3家汽车企业批量生产该产品。 第二，这个产品也可以做adas模块之类的东西。 目前，一些汽车企业看到将集成与adas类似的网关功能、部分网关功能的模块集成在一起。 例如在深圳一家国内公司，新一代adas+网关选择了高温版之一。

这一页是一个非常特殊的说明，这与欧洲最大的汽车企业相比，他们提出了特殊的要求。 以前有消息称，以太网接通电源后，可以不进行特别配置而采用，使其成功。 但是，这个时候在车里可能有点风险。 现在有些汽车企业说，我不想冒风险，不想处于不安全状态。 那么，延迟启动时间，至少延迟100毫秒、120毫秒后再启动。 虽然恩浦的产品有些不同，但是我们宣传的产品启动速度非常快，没有不安的状态。

恩浦是业内唯一一家可以提供接近完整方案的公司，比如我们做s32g-vpn-rdb2，这块板子上接口和存储设备不是我们的，其他设备基本上都是我们的。 其效益是顾客能更快地处理前期的性能判断问题。

另一方面，恩智浦可以在整车中提供很多方案。 例如，在未来的体系结构中可以提供主解决方案。 新一代还制造了特殊的以太网交换机、can fd。 明年的这个时间里，有在switch中制作can fd和以太网的样本照片。 另外，在中央计算单元和其他模块中，恩智浦也有很多产品。

我的演讲到此结束。 谢谢你。