随着自动驾驶、先进驾驶辅助系统(ADAS)与车载娱乐系统快速发展,车辆电子电气架构正面临根本性转变。德州仪器(TI)指出,从传统「网域架构」转向「区域架构」,并以车用乙太网路作为通讯骨干,将成为加速迈向软体定义车辆(SDV)的关键推手。
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| 乙太网路将驱动车用电子走向软体定义车辆 |
过去多数车辆采用网域架构,将电子控制单元(ECU)依功能分类,例如动力、车身、资讯娱乐等,各自独立运作。然而,随着感测器数量与资料量激增,此模式逐渐难以满足高频宽、低延迟需求。相较之下,区域架构改以「实体位置」配置区域控制模组,负责整合邻近感测器与致动器、分配电力、处理低阶运算,并透过乙太网路将资料传输至中央运算系统。
TI 分析指出,单对乙太网路(SPE)可支援 10Mbps 至 10Gbps,并符合 IEEE 802.3 多项标准,最远传输距离可达 15 公尺,足以覆盖整车需求。对於低频宽应用(如车门控制、空调系统),10Mbps 乙太网路或 CAN 仍具成本优势;但对於摄影机、雷达、光达等高资料量感测器,则需 100Mbps 甚至 2.5Gbps 以上的乙太网路。
随着车辆搭载的感测器数量持续增加,区域架构对多千兆乙太网路的需求也将同步上升。TI 指出,未压缩的相机影像已逼近现有乙太网路极限,未来自驾等级提升,将进一步推动 5Gbps、10Gbps 车用乙太网路的采用。
此外,乙太网路骨干还能支援韧体空中升级(FOTA),让车厂远端更新车辆功能与安全补丁,缩短维修时间并降低成本。TI 也强调,其车用乙太网路 PHY 符合 AEC-Q100 Grade 1 标准,可在 -40℃ 至 125℃ 环境稳定运作,并具备电磁相容、错误诊断、ESD 保护与网路安全(MACsec)等功能。
整体而言,乙太网路与区域架构的结合,不仅简化车内线束、提升资料传输效率,更为未来软体定义车辆与高度自动化驾驶奠定关键基础。