Wi-Fi及LTE蜂巢式(Cellular)通訊愈趨普及，並成為使用者在行動時與世界聯繫的最佳途徑。乙太網路(Ethernet)和媒體導向系統傳輸(Media Oriented Systems Transport, MOST)技術均能以每秒數百萬位元的速度運作，適合傳輸大量資訊。控制器區域網路(Controller Area Network, CAN)是另一種獲廣泛採用的車用匯流排，惟速度顯著較慢，一般少於1Mbps，即使是新推出市場的CAN FD也只達到10Mbps。
當汽車停滯時，或在不同區域(Domain)之間需要進行通訊，乙太網路有著良好的基礎建設是連接遠距資訊的最理想解決方案。MOST技術則更適合車內持續大量流動的資料流，例如音頻和視頻連接。本文將探討乙太網路及MOST技術的應用案例，以評估哪一項技術較能配合汽車設計。
目前，封包式IP通訊仍然是被視為最理想的車內不同區域互聯方式，不過針對這類通訊較高級別協定期望能夠獲各種汽車應用所採納。之前是有一些專有的解決方案正由國際電機電子工程師學會(IEEE)實現標準化，相關標準並應可在一年內確定。
例如博通(Broadcom)的BroadR-Reach技術被重新包裝成為單一雙絞線100Mbps網路標準，使其他半導體廠商能夠開發自己的積體電路並授權客戶使用。該標準現稱為100BASE-T1，類似家用及辦公室環境乙太網路應用常見的100BASE-TX標準。當中的T1是指單一的雙絞線電纜。此外，1000BASE-T1是1Gbps技術的新稱謂。標準化通訊網路將惠及車身及引擎控制等一般獨立系統之間的互動。MOST技術則還包含專用的乙太網路封包(Ethernet Packet)通道。
高速車用網路結合了最適合特定應用的系統。有愈來愈多品牌在OBD-II連接器內部署標準的乙太網路實體層(100BASE-TX)，使汽車得以快速連接到汽車服務設施的資訊科技基礎建設。針對不可靠的通訊連結的機制就可顯著受益於汽車與外界聯繫的方式，不論是透過無線基礎建設，或是有線乙太網路連接。
有許多汽車廠商都考慮以100BASE-T1標準作為車用網路的骨幹，當資訊必須從一個區域傳送到另一個時可把多個區域聯繫起來。例如汽車或須要把引擎資訊傳送到如電訊區域般的另一個區域，方能將之再傳送到車廠或交通控制中心。
目前，市面上有一款車型已安裝了乙太網路攝影機。有幾款車型則在OBD-II檢測連接器內採用乙太網路技術，當中的檢測介面勢將愈來愈廣受汽車使用。其他汽車應用也正推出中。
AVB(又稱時間敏感網路TSN，實際上是第二代AVB)適用於專業音頻應用，或是音頻和視頻資料流等講求時效性的車內應用。可是，由於車內環境是密封的，也許IEEE 1588精確時間協定(PTP)已足以分發時鐘，毋須通過所有額外的TSN標準機制。誠然，各汽車廠商對於所需的AVB數量(如有)抱持不同的意見。
MOST為另一種車用網路系統，正在市場上持續增長。目前，市面上有逾180款車型安裝了超過1.5億個MOST元件。這種技術非常適合在車內持續傳送資料流，有效減少各種處理器所需的工作負載，這是由於它自動按路徑把資訊傳到合適的介面，而不是像乙太網路般依靠主機伺服器去檢查每個封包以及分隔有效負載(Payload)。當所有資料必須先從預先界定的資料源傳送到一個或以上的指定資料接收器，MOST技術就尤為有效。該技術還具有內置的簡單節點遠程控制功能，毋須賦予簡單的終端設備編程及額外的處理能力。
乙太網路及MOST技術是汽車市場所採用的兩種最高速網路。雖然兩者常被視為敵對技術，但事實上，它們可以共存並處理各自最得心應手的任務。
圖1顯示資料進出乙太網路實體層的方式。乙太網路標準定義了一個媒體存取控制器(Media Access Controller, MAC)的作用，就是不論採取100BASE-TX、100BASE-T1標準，還是其他種類的實體層，都要為資料流進行資料排序以實現實體互聯。資料的內容不會對相關標準造成影響，而是由採用更高層協定的處理器為其定義。這雖有助於簡化硬體部署，但另一方面卻使資訊傳送到更高層軟體的流程變得繁複。乙太網路使資料確定性及延遲時間亦會受系統負載所影響。主機伺服器必須解封所有乙太網路訊框(Frame)，並負責把有效負載分配到合適的元件處理。在多個系統之間傳送訊息一般不會對流量帶來沉重的負擔。由於相關機制已為人所共知，故此毋須引入特別技術。此外，這些系統在資料處理系統內也非常普遍。
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| 圖1 乙太網路實體層資料流 |
圖1顯示簡單的媒體獨立介面(Media Independent Interface, MII)，這是乙太網路系統連接乙太網路收發器的標準方法。雖然少部分MII的變種不獲所有處理器支援，但大部分已進行標準化。網路控制藉由運用於主機中央處理器的軟體堆疊進行，按路徑發送資料這個任務則交由自訂的軟體堆疊負責。
當資料流持續傳送時，操作流程就會變得更複雜。這是由於主機伺服器現須不斷回應進入封包所致，而此情況可以在高達8kHz的頻率發生。所有封包都必須被解封，當中的資料最終必須在發送前整合到持續的資料流，例如在音頻放大器的類比轉數位轉換器，或是多種資料流需要結合在一起才可傳送到數位訊號處理器。至於資料來源方面，音頻資料必須在發送前封包。收發器成本雖低，但由於主機處理器需要額外的處理能力，因而往往會講求更高的效能，致使元件成本上升。
MOST技術能夠為這類應用提供更精簡的介面，它利用智慧型網路介面控制器(Intelligent Network Interface Controllers, INIC)，而不是簡單的串列收發器。這些元件配備一般媒體介面，故可作為共同處理器，在系統僅須發送資料時減輕更高級別車用處理器的負擔，例如把音頻資料流傳送到類比轉數位轉換器或數位轉類比轉換器的I2S埠。圖2正正說明了這個概念。
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| 圖2 MOST網路資料流 |
多用途介面能夠利用MOST技術來連接所有資料通道。在MOST網路裡，封包通訊加上其附屬的自訂軟體堆疊可以僅限於滿足適當的系統通訊需要。該技術除了可自動按路徑把資訊發送到處理器與網路之間外，還能到達指定的介面，毋須由處理器應付所有封包。單一的實體層用來聚集各種通道，並可由塑料光纖、遮蔽式或無遮蔽式雙絞線線路、同軸電纜及其他物料製造。
MOST網路訊框已預留頻寬供各通道或需要發送的資料流使用。資料源及資料接收器元件在控制通道上進行設置，完成後資料會自動放置在指定位置或從該位置移除。使用者毋須擔心占用資源的問題，而且媒體資料流輕易就能傳送到各種裝置，還不會為主機伺服器帶來負擔。事實上，有些應用甚至不需要使用處理器。例如後座的耳機放大器只需備有INIC和功率級數位轉類比轉換器便可。這些應用都具有遠程控制功能。至於那些要求封包資料與串流資料同時傳送的應用，MOST150標準網路提供專用的MOST乙太網路封包(MEP)通道，有效簡化同時採用乙太網路和MOST技術的系統整合流程。
要達到最理想的車用網路設計，方法是不要強求「放諸四海而皆準」的系統，而是應該選擇最適合目前任務的工具，並打造出能夠實現最佳成本及效能的系統解決方案。使用者在計算整體系統成本時，更應同時考量系統為達到所需處理能力而在其他領域作出的犧牲。
(本文作者為Microchip汽車資訊系統部資深經理)