搶搭LTE/Ethernet AVB　車載資通訊網路飆高速

車載資通訊(Telematics)將全面邁向高速4G網路設計。隨著長程演進計畫(LTE)網路覆蓋率大增，歐美及日本車廠也紛紛加碼投資開發LTE車載資通訊平台，從而突破以往2G/3G系統因頻寬不足而受限於小量資料下載的應用瓶頸，進一步實現OTA(Over-the-air)高速多媒體影音串流，以及更多機器對機器(M2M)創新應用服務。

據悉，奧迪(Audi)、BMW和通用汽車(GM)皆宣布將在2014年上市的新車中，裝載LTE車載資通訊平台，而日系、韓系和中國大陸車廠亦計畫跟進此一發展策略，足見車載資通訊市場已形成一股4G新勢力。

與此同時，Google和蘋果(Apple)近期亦各自與大型車廠結盟，研擬新一代車載作業系統。Google於2014年1月的國際消費性電子展(CES)期間與奧迪、本田汽車(Honda)、現代汽車(Hyundai)和GM等車廠，以及處理器業者輝達(NVIDIA)，共同宣布成立開放汽車聯盟(Open Automotive Alliance)組織，並計畫在2014年底前推出車用版本的Android作業系 統，進而優化LTE行動聯網，以及車機與手機連結的使用體驗。

蘋果亦緊接著在3月的瑞士日內瓦國際車展(Geneva International Auto Show)，聯合法拉利(Ferrari)、Mercedes-Benz、BMW、Volvo和多家日系一線車廠，發表iOS車用版本--CarPlay平台，訴求以其手機專屬的Lightning連接埠串連車載資通訊平台，將LTE、藍牙(Bluetooth)和無線區域網路(Wi-Fi)等聯網功能無縫引入車載系統，從而協助車廠縮短車載資通訊內建聯網方案的測試與認證時程，更快搭上LTE聯網汽車的發展熱潮。

顯而易見，整個汽車產業已與4G發展緊密扣連，未來可望吸引更多ICT業者前來搶市，包括LTE基頻處理器、M2M模組供應商皆已發動新產品攻勢，積極卡位。

搶攻聯網汽車商機　LTE基頻晶片商接連開火

看好LTE車載資通訊市場需求，高通(Qualcomm)在今年世界行動通訊大會(MWC)中即搶先推出車用20奈米LTE-Advanced晶片組，支援雙模FDD-LTE、TD-LTE的載波聚合(Carrier Aggregation)，並向下相容2G/3G技術，一舉墊高技術競爭門檻。

不讓高通專美於前，NVIDIA、邁威爾(Marvell)和博通(Broadcom)繼年初發表行動裝置LTE解決方案後，亦正加緊腳步投入車用LTE基頻處理器設計，搶占市場一席之地。

NVIDIA汽車解決方案主管田勇指出，NVIDIA購併Icera後，已具備LTE軟體定義數據機(SDM)設計能力，可為各式搭載蜂巢式技術的電子裝置提供高效能通訊引擎，並以較小的占位面積改善系統成本和印刷電路板(PCB)布局挑戰。該公司已計畫在未來1～2年發表車用LTE基頻處理器，現正緊鑼密鼓進行AEC-Q100的認證。

田勇更強調，由於市面上仍沒有符合車用規範的LTE基頻處理器，因此各家晶片商通過AEC-Q100/200等汽車標準認證的腳步將是決勝關鍵；相較於其他以行動裝置為主力市場的通訊晶片商，NVIDIA已投入車用市場8年時間，對車用規範和設計思維掌握度較高，可望率先脫穎而出。

由於在車用市場起步較晚，高通也致力於融合行動裝置和車載系統的使用體驗，期爭取車廠青睞。據高通表示，旗下新一代車用LTE基頻處理器已預先整合802.11ac Wi-Fi及藍牙4.1晶片組，支援汽車Wi-Fi熱點功能與藍牙連結，並將搭載DSRC短距通訊技術，以實現美國國家高速公路安全局(NHTSA)近來力推的汽車對汽車(V2V)通訊機制，進而提升汽車駕駛安全性。

無庸置疑，LTE可望使汽車聯外通訊技術展現全新風貌。尤其4G網路基礎建設、晶片及模組供應鏈日益完備，更帶動車廠加速導入LTE功能，一方面透過LTE高速、低延遲的特性提供多元影音服務，另一方面亦可串連智慧運輸系統(ITS)，讓用戶即時掌握道路影像。

與此同時，歐美及日本大型車廠為進一步實現更高頻寬、快速的影音應用，亦將大舉翻新車內網路設計，並逐步導入乙太網路音訊/視訊橋接(Ethernet AVB)和Wi-Fi Miracast技術，可望牽動車載系統設計和處理器規格加速演進。

高速傳輸當道　車載資通訊網路設計翻新

圖1　瑞薩電子第五營業行銷部營業行銷事業部副理何吉哲表示，除聯網技術外，ISO26262功能性安全設計亦是車廠布局重點。

瑞薩電子(Renesas Electronics)第五營業行銷部營業行銷事業部副理何吉哲(圖1)表示，行動聯網發展熱潮已開始從手機、平板蔓延至汽車領域，驅動歐美、日本大型車廠紛紛投入研發下世代聯網汽車，從而實現車載系統互連，以及車機與手機、雲端資料中心的連結，提供用戶更多元的影音、資料和安全應用服務。然而，為滿足上述需求，車內網路及對外連結方案均須朝向更高頻寬發展，將牽動新一波技術革新浪潮。

何吉哲指出，目前業界已確立汽車連結雲端的解決方案將以LTE為主角，至於車內網路技術方面，車廠考量汽車以安全、穩定性為主要訴求，因此較看好Ethernet AVB的未來發展潛力。該標準可輕鬆實現100Mbit/s以上的資料傳輸速率，一次支援多個車用鏡頭和顯示螢幕，同時也保留工業級乙太網路的高可靠度，將滿足車廠和Tier 1原始設備製造商(OEM)嚴格的功能安全要求。 事實上，隨著汽車先進駕駛輔助系統(ADAS)搭載更多攝影鏡頭，高速Ethernet AVB也將扮演重要的資料匯流通道(圖2)，讓車載系統主處理器即時運算所有影像感測資料，以提供環景、障礙物辨識和車道偏移警示等先進的ADAS功能。

何吉哲也透露，因應市場設計需求，該公司已搶先業界在車用處理器中內建Ethernet AVB矽智財(IP)，相較於其他競爭對手須外掛Ethernet AVB獨立晶片的方式具有更高功能整合度， 並有助車廠縮減物料清單(BOM)成本。

田勇則認為，由於汽車系統設計周期較長，且車廠對導入新功能的態度較保守，因此NVIDIA將以主處理器、Ethernet AVB晶片分離式方案為主，開發獨立的Ethernet AVB車用協同處理器，進而兼顧車載資通訊系統設計彈性，並加速影像式ADAS開發時程，同時也能藉由獨立晶片設計擴充軟硬體效能，進而達到高達十二個攝影鏡頭的支援能力。

與此同時，愈來愈多手機利用Wi-Fi Miracast實現高速影音串流，亦刺激車廠在車載資通訊系統導入該技術的意願，引爆另一波車內聯網技術發展需求。

圖2　Ethernet AVB在車載資通訊系統中扮演非常重要的角色。

搶進車機連結介面　Miracast槓上MirrorLink

圖3　明導國際嵌入式系統部門大中華區協理徐志亮指出，車載系統須因應資訊娛樂和安全應用，分別支援Android和Linux作業系統

何吉哲指出，目前歐洲和日本一線車廠皆已開始研發並測試Wi-Fi Miracast車內網路，以因應車載資通訊平台導入更多全高畫質(FHD)影音的頻寬需求，同時也能優化車機與行動裝置之間的影音串流體驗。

明導國際(Mentor Graphics)嵌入式系統部門大中華區協理徐志亮(圖3)進一步分析，從近期Google和蘋果在汽車領域的發展動態來看，可見車機與手機的連結應用已成為業界關注焦點，並正逐漸滲透汽車後裝及前裝市場，可望在未來幾年躍居汽車標準配備。

針對車機與手機的連結，目前大致分為MirrorLink和Wi-Fi Miracast兩大技術陣營，前者由三星(Samsung)、諾基亞(Nokia)和索尼(Sony)等行動裝置大廠主推，係將車載資通訊平台化為手機擴充基座(Docking Station)的概念，可利用手機的Micro-USB連接埠直接與車機連線，進而以更大的車載螢幕操作手機功能，並透過LTE與雲端連結(圖4)。

圖4　MirrrorLink應用概念圖

至於後者則須在車載資通訊平台中增加Wi-Fi聯網模組及Miracast軟體驅動程式，方能與手機連結；近來隨著Android新版本原生支援Wi-Fi Miracast，並擴大進駐車載資通訊系統，此一新興連結技術的發展聲勢已明顯壓過MirrorLink，吸引眾多車廠和後裝設備OEM支持。

徐志亮分析，隨著802.11ac擴大商用，Wi-Fi Miracast的頻寬和傳輸速率也將大幅提升，因此大多車廠將轉向側重此類設計，以因應未來高畫質(HD)影音內容的傳輸需求。

相較之下，較早問世的MirrorLink通訊協定雖然在2012年受到車廠大量關注，但因受限於第 三代通用序列匯流排(USB 3.0)在手機端的滲透速度牛步，導致其資料傳輸速率停留在USB 2.0的水準，且仍缺乏即時影像支援，因此在今年初的國際展會中，鮮少有車廠揭櫫新的研發進展。

徐志亮透露，為加速開發支援Android作業系統和Wi-Fi Miracast功能的車載資通訊平台，歐美和日本Tier 1供應商已紛紛採用明導國際的車載娛樂系統軟體工具，可望在今年底前發布相關設計成果。

隨著車載資通訊系統逐漸導入LTE、Ethernet AVB和Wi-Fi Miracast等新一代聯網技術，汽車內部網路，以及與雲端資料中心、個人行動裝置的連結能力將再上層樓，有助實現豐富的應用功能，促進智慧聯網汽車產業發展更加蓬勃，並帶動新一波車用零組件市場商機。