車載資通訊頻寬需求殷　乙太網路/MOST攻防戰開打

乙太網路(Ethernet)應用範疇將自網通設備與消費性電子領域，擴展至汽車市場。由於車載資通訊系統(Telematics)的主要應用--行車安全與娛樂系統對車內網路的頻寬需求日益提升，現有的控制器區域網路(CAN)、區域互聯網路(LIN)、FlexRay、低壓差分訊號(LVDS)與媒體導向系統傳輸(MOST)等技術，已無法符合需求，遂使具備高傳輸速率的乙太網路，趁勢進軍車用網路。

另一方面，MOST為防堵乙太網路的進逼，除在全球汽車市場繼續攻城掠地外，傳輸速率可達Gbit/s等級、可進一步降低連接頭成本的第四代規範，也預計於1～2年內推出。

100Mbit/s車用乙太網路晶片問世

圖1　博通基礎設施與網路事業群資深產品經理Timothy Lau表示，該公司在乙太網路長久累積的發展經驗與產品實力，為其進軍汽車市場的最大優勢。

博通(Broadcom)基礎設施與網路事業群資深產品經理Timothy Lau(圖1)表示，駕駛人對行車安全與車內娛樂系統越發重視，舉例而言，若要順暢傳輸汽車周邊最少四顆高畫質(HD)攝影鏡頭的資料，以透過先進行車輔助系統提升駕駛安全，則車內有線網路傳輸頻寬即須進一步提升；此外，車內高畫質影像等娛樂內容的傳輸，也須仰賴高頻寬通訊技術，不僅如此，新型態的汽車儀表板顯示控制平台，也須更快速傳遞資訊；這些應用在在為頻寬速率已高達100Mbit/s的單對纜線乙太網路，開啟進入汽車市場的新契機。

Lau認為，即使最新的MOST技術最大頻寬可達150Mbit/s，但一旦匯聚所有的裝置後，各裝置間分得的頻寬將大幅縮減；因此，要應付越來多新興的汽車安全與娛樂應用，技術發展成熟且頻寬夠大、容易建構的乙太網路，將是較佳的選擇。

值得注意的是，乙太網路亦可節省可觀的物料清單(BOM)成本。Lau指出，目前汽車網路中主要的傳輸技術包括CAN、LIN、FlexRay與LVDS等，各負責不同的車內系統，然而一輛汽車的設計，若牽涉到眾多的有線網路，一旦設計稍有修改，將牽一髮而動全身，所有設計將全數重來，耗費許多人力成本，纜線線材的成本也將相當可觀。

而具備100Mbit/s的單對乙太網路纜線，加上兩端的連接器，總成本可較LVDS降低80%，纜線重量也可減少30%。

據了解，寶馬(BMW)預計於2012年底到2013年初推出的新款X5，已將乙太網路作為車內網路的標準配備，未來也將有更多高階車種導入乙太網路。看好此一發展趨勢，博通除推出車用乙太網路連接器方案外，亦於日前成立單對乙太網路聯盟(OPEN Alliance)，搶攻此商機。

Lau強調，OPEN聯盟除博通、恩智浦(NXP)與飛思卡爾(Freescale)等三家創始晶片供應商會員外，近期瑞薩電子(Renesas Electronics)亦已加入此聯盟；隨著聯盟中的晶片商陸續推出新產品，以及汽車大廠的奧援，汽車專用乙太網路可望日益獲得青睞。

OPEN會員跟進　車用乙太網路晶片紛出籠

圖2　瑞薩電子第一營業事業部微處理晶片部副理何吉哲認為，目前乙太網路反應速度仍無法滿足汽車安全需求，因此尚無法打入車用安全領域。

除了博通之外，OPEN聯盟中的會員，也將陸續推出車用乙太網路晶片產品。瑞薩電子第一營業事業部微處理晶片部副理何吉哲(圖2)表示，瑞薩電子雖然較晚加入OPEN聯盟，再加上車用乙太網路與一般消費性電子領域有較大的差異，不過，憑藉瑞薩電子在汽車電子全球市占第一與累積的技術優勢，2012年底將推出整合於32位元微控制器(MCU)的車用乙太網路產品，並鎖定娛樂多媒體、倒車系統的影像傳輸等應用，進一步拓展車用乙太網路市場。

另外，英飛凌(Infineon)也有推出車用乙太網路產品的計畫，該公司表示，汽車為英飛凌三大主力市場之一，因此任何關於汽車領域的技術，都是英飛凌晶片產品研發的重點。

事實上，有別於MOST技術僅有史恩希(SMSC)一家晶片商的情況，OPEN聯盟則有多家晶片商參與；不過，隨著晶片業者陸續推出車用乙太網路解決方案，亦將衍生新的市場爭奪戰。Lau不諱言，除了博通之外，飛思卡爾、恩智浦與瑞薩電子皆為車用電子領域的翹楚，但博通擁有多年乙太網路研發基礎，係該公司相當大的市場優勢，更何況，其他晶片廠商的產品陸續推出後，各家業者將可共同推展車用乙太網路，做大市場應用範疇。

何吉哲強調，選擇進入OPEN聯盟的原因在於，看準車用乙太網路傳輸速度高，能因應汽車娛樂系統中越來越多的高畫質影像傳輸，且成本亦較LVDS、FlexRay來得低；目前除BMW確定將導入乙太網路技術，豐田(Toyota)汽車也有計畫推出支援乙太網路的汽車產品，預期在各家業者的晶片產品陸續問世後，乙太網路將獲得更多車廠的青睞。

乙太網路積極進犯　MOST老神在在

圖3　史恩希資深業務發展總監張文指出，車用乙太網路技術尚未成熟，且對於抗EMI與EMC干擾的能力也仍待提升。

面對乙太網路積極搶進車用網路市場，MOST沉著應戰。史恩希資深業務發展總監張文(圖3)分析，MOST與乙太網路在車用市場發展的時間不同、產業鏈完整度也有差異，更重要的是，MOST技術由車廠而來，深知汽車領域對車用網路的要求，這些都是甫進入汽車領域的乙太網路所無法擁有的優勢。

再者，比較目前車廠的導入數量，MOST亦大幅領先，張文指出，目前歐洲車廠推出的高級車車內網路已全數使用MOST技術，日本與韓國現代車廠亦有支援MOST技術的商用車問世，中國大陸本土車廠如比亞迪也計畫採用MOST推出價格較親民的車款。更重要的是，Hansen Report於2012年2月的最新報告指出，通用(GM)亦加入採用MOST的行列，預期將在新款凱迪拉克中導入MOST。

張文並強調，隨著全球主要車廠陸續採用MOST，甚至近期美國車廠也表態導入，可說明MOST已成功搶灘，且打入中低階市場，可謂具備較佳的市場推動力，而乙太網路仍須一段時間才可能取得市場較封閉的車廠信任。

史恩希應用工程技術經理胡立堅補充，在MOST規格中，從最底層網路傳輸到最上層的應用，皆有詳細的規範可供業者依循，進而解決相容性問題，乙太網路則僅制定底層規範，上層應用由業者自由發揮，難免遭遇產品相容性問題。

現階段，第三代MOST技術的最高傳輸速率為150Mbit/s，且需要多對纜線才能達到，相較100Mbit/s單對纜線乙太網路仍有有差距，張文不諱言，目前MOST最高頻寬確實不如單對纜線乙太網網路，不過MOST協會已開始第四代MOST技術的規格制定，預期傳輸速度將可達Gbit/s等級，並解決連接頭占所有MOST成本比重最高的問題，此外，第四代技術還將進入行車輔助系統(ADAS)中，負責影像與行車資訊的傳輸。

張文指出，ADAS對於資料的傳輸與汽車網路架構和車用娛樂系統有相當大的不同；首先ADAS牽涉到攝影機捕捉影像，再進一步傳遞，因此對於頻寬要求將提高，且網路不能發生延遲，亦即影音須同步傳遞。另一方面，ADAS對於網路拓撲也有要求，促使MOST須從目前環狀架構，進化至星狀拓撲，這些要求皆將於第四代MOST規格獲得滿足。

另外，各大車廠亦針對ADAS系統所需的軟體進行討論，未來汽車中的MOST網路將區分為娛樂與安全用，張文表示，由於ADAS與娛樂系統對於網路要求大相逕庭，軟體需求也不同，因此分為兩大網路架構將是較佳的做法。

不過，MOST將不會跨入引擎控制領域，亦即不會以取代LIN、CAN為目標，張文解釋，LIN與CAN介面在汽車核心的引擎控制發展已久，亦為針對引擎控制所開發的技術，然而汽車引擎對於介面技術的要求又比ADAS更高，MOST要進入此市場仍有一段長路要走。