汽車自動化、電氣化程度不斷增加，為汽車架構設計帶來翻天覆地的改變。未來汽車將由軟體定義，而這需要一種能支援所有連接的方案，好讓汽車實現以資料為導向的服務，乙太網遂成為下一代汽車架構不可少的技術。
汽車及其工作原理的認知正發生巨大變化。汽車的自動化程度、電氣化程度不斷增加，越來越注重服務，不斷為最終使用者實現升級與客製化。變革的根本在於，汽車將由軟體定義；簡言之，汽車所有功能都將在虛擬模型上進行設計、測試、驗證，並可能進行修改，虛擬模型將伴隨實體汽車存在於整個生命週期。
這場變革將需要對汽車架構進行深入改造。除了讓汽車開發更快、更輕鬆外，它還將透過以資料為導向的服務，為OEM廠商提供富有吸引力的新商機，吸引更熟悉支援訂閱功能的新一代用戶。從本質上講，交通移動逐漸成為服務增強使用者體驗，受到解決方案、MCU和PMIC等解決方案的支持，這也使得乙太網成為下一代汽車架構中必不可少的技術(表1)。
汽車電子架構從平面轉向分區
汽車的各種功能將透過空中更新/無線更新(OTA)從移動裝置硬體內部雲端下載，而不是透過ECU添加。這種方式允許持續整合和持續部署(CI/CD)。為了實現這一目標，汽車電子電氣架構正從功能獨立的平面分布升級到更現代化的域結構以及區域結構。
區域化將模組和連接集中在汽車的物理區域，同時將大部分處理能力轉到車載中央電腦中。這將帶來許多好處，因為減少了布線成本和重量，並提供了可擴展的集中化軟體，為加速軟體和無線更新驅動的汽車創新奠定基礎。
為什麼分區電子電氣架構非常適合軟體定義汽車？試想一下，一個感測器可用於不同領域，例如用於ADAS和資訊娛樂系統的攝影機。共用此感測器的最佳方式是什麼？在域架構中，共用路徑十分複雜。而在更友好的分散式架構中，感測器資料可作為服務傳輸給所有虛擬機器。每個區的ECU都將成為感測器的伺服器(圖1)。
圖1 汽車架構重新翻轉，從域演變至區域
乙太網支援所有連接
運用這種方法，在發生突發事件時更容易建立事件的連鎖反應。例如，緊急制動場景，也就是雷達、攝影機或雷射雷達感測器組合確認汽車前方意外出現物體，制動系統會立即啟動；但如果ADAS電腦意識到可能發生事故，汽車就開始準備以防萬一，並觸發資訊娛樂系統播放視覺和音訊報警通知，接著，安全帶繫緊，安全氣囊準備好，窗戶放下，警報訊號燈亮起。這一系列操作都在區域/域乙太網網路上立即啟動、同時進行。
換言之，區域化讓所有資料都轉換為乙太網幀，並可用於骨幹上的所有網域控制站。不同的虛擬功能和虛擬機器可複用各個功能，還可以根據CPU負載或電源情況轉移任務及完善虛擬機器(負載平衡對電動汽車非常重要)。上述場景的實現，需要大量採用基於乙太網的網路和元件。
為此，車用半導體供應商也積極開發相關解決方案，像是恩智浦(NXP)提供完整乙太網PHY網路解決方案組合，滿足下游OEM廠商和一級供應商需求。
(本文作者為恩智浦資深副總裁兼車載網路總經理)