現(xiàn)代汽車內(nèi)部傳輸?shù)暮Ａ繑?shù)據(jù)，早已超出傳統(tǒng) CAN 總線的承載能力。車載以太網(wǎng)正成為處理器與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)交互的主流方案。

車載以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)明顯：速度更快、線纜更輕，在復(fù)雜環(huán)境下經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證，且已是成熟標(biāo)準(zhǔn)，支持多種速率等級(jí)。其中 10 Mbps 的 10BASE-T1S，最有望替代 CAN 總線。

新思科技（Synopsys）以太網(wǎng) IP 產(chǎn)品總監(jiān) Jon Ames 表示：“目前車載以太網(wǎng)的大量應(yīng)用集中在低速場(chǎng)景，10BASE-T1S 正好切入原本 CAN 總線的領(lǐng)域。很多車載技術(shù)向多 Gbps 演進(jìn)，但最活躍的還是邊緣低速部分。區(qū)域控制器通過(guò)單對(duì)雙絞線連接多個(gè)終端設(shè)備，數(shù)據(jù)流量并不大，核心是簡(jiǎn)化線束、支持多點(diǎn)總線，再通過(guò)交換機(jī)接入車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)中央控制器對(duì)邊緣區(qū)域的管控?！?/p>

部分車企會(huì)在部分場(chǎng)景使用 10BASE-T1S，同時(shí)在低成本區(qū)域保留 CAN 或 LIN。是德科技（Keysight）SDV 方案經(jīng)理 Seung-Taek Chang 指出：“將 10BASE-T1S 等以太網(wǎng)方案與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)融合，技術(shù)上可行，但復(fù)雜度較高。”

車載以太網(wǎng)當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)

• EMC/EMI 兼容性：在強(qiáng)干擾車載環(huán)境中保證信號(hào)完整性，尤其是高速鏈路。

• 模式轉(zhuǎn)換與串?dāng)_：控制連接器、PCB、線纜中的差分 / 共模信號(hào)轉(zhuǎn)換。

• 多 Gbps 一致性測(cè)試：需要高端示波器與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量抖動(dòng)、邊沿速率、眼圖。

• 互操作性：保證以太網(wǎng)、CAN、LIN、SerDes 混合網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫運(yùn)行。

• 安全性：通過(guò)認(rèn)證、加密、入侵檢測(cè)保護(hù)車載以太網(wǎng)。

軟件定義汽車與 10 Gbps 時(shí)代

并非所有車載域都需要高速，但未來(lái)搭載完整娛樂(lè)系統(tǒng)的車型將需要 Gbps 級(jí)速率；

配備 6G 的完全自動(dòng)駕駛、軟件定義汽車（SDV），帶寬需求甚至?xí)_(dá)到太比特（Tbps）級(jí)別。

英飛凌（Infineon）以太網(wǎng)解決方案高級(jí)副總裁 Mike Yeager 表示：“車企想要 SDV，是因?yàn)樗軐?shí)現(xiàn)單一平臺(tái)兼容所有車型。更重要的是，它能減少線束、降低車重，讓統(tǒng)一平臺(tái)具備經(jīng)濟(jì)可行性。汽車架構(gòu)出現(xiàn)三大根本性轉(zhuǎn)變：安全計(jì)算、高速車載網(wǎng)絡(luò)（車載以太網(wǎng)）、智能配電。”

目前 SDV 占全球汽車銷量約 5%，預(yù)計(jì) 2030 年將達(dá)到 50%。

“車載 10 Gbps 以太網(wǎng)具有變革性。15 米線纜即可實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，讓全球車載網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成為可能?！?/p>

25 Gbps 與更高速率

25 Gbps 目前不如 10 Mbps 的 10BASE-T1S 普及，但未來(lái)幾年將會(huì)明顯增長(zhǎng)。

新思科技 Ames 認(rèn)為，視頻需求是核心驅(qū)動(dòng)力：?jiǎn)温窡o(wú)壓縮攝像頭就可達(dá)數(shù) Gbps，多攝像頭系統(tǒng)會(huì)輕松達(dá)到數(shù)十至數(shù)百 Gbps。

IEEE 802.3cy 已定義車載 25 Gbps PHY，更高速度則用于攝像頭、傳感器、視頻、顯示的聚合傳輸。

楷登電子（Cadence）IP 市場(chǎng)總監(jiān) William Chen 表示：“車載以太網(wǎng)正借鑒企業(yè)以太網(wǎng)特性（如 MACsec、TSN），向 25～100 Gbps PHY 擴(kuò)展，并與 PCIe 共同支撐骨干網(wǎng)絡(luò)?！?/p>

高速車載以太網(wǎng)也是實(shí)現(xiàn) L4/L5 級(jí)完全自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵。

光以太網(wǎng)

光以太網(wǎng)在車載場(chǎng)景相比銅線優(yōu)勢(shì)顯著：

• 更高帶寬、更輕重量

• 完全抗電磁干擾（EMI）

• 熱效率更高、傳輸距離更遠(yuǎn)

光鏈路可支持 25 Gbps 及以上，非常適合 ADAS、信息娛樂(lè)、傳感器融合。

但老舊車型難以改造，光以太網(wǎng)主要面向采用區(qū)域架構(gòu)、中央計(jì)算的新一代車型。

未來(lái)高度自動(dòng)駕駛汽車因海量傳感器融合與 V2X 交互，可能需要 100 Gbps 以上速率，且大概率以光鏈路實(shí)現(xiàn)。

SerDes 與非對(duì)稱以太網(wǎng)

CAN、LIN 雖會(huì)被以太網(wǎng)逐步替代，但 SerDes 仍不可或缺，負(fù)責(zé)串并轉(zhuǎn)換。

• SerDes 擅長(zhǎng)局域、點(diǎn)到點(diǎn)高帶寬連接。

• 車載以太網(wǎng)則面向車載骨干網(wǎng)，適應(yīng)嚴(yán)苛環(huán)境、輕量化、中等距離（<20 米）、高確定性。

新興標(biāo)準(zhǔn)如 ASA Motion Link 2.0 引入非對(duì)稱以太網(wǎng)，模糊了與 SerDes 的界限。

例如下行 10 Gbps、上行僅 100 Mbps，可顯著降低功耗、成本與芯片面積，非常適合攝像頭、顯示屏等單向流量為主的設(shè)備。

與數(shù)據(jù)中心的異同

車載網(wǎng)絡(luò)高速化后，汽車越來(lái)越像 “車輪上的數(shù)據(jù)中心”。

汽車與數(shù)據(jù)中心技術(shù)正在相互融合，尤其是單對(duì)以太網(wǎng)（SPE）與 SerDes 設(shè)計(jì)。

隨著自動(dòng)駕駛算力需求提升，汽車也將開始采用 Chiplet 小芯片與 UCIe 接口。

但兩者仍有明顯區(qū)別：

• 數(shù)據(jù)中心已規(guī)模商用 100G～1.6T 以太網(wǎng)，追求極低誤碼率、高冗余。

• 車載則強(qiáng)調(diào)嚴(yán)苛環(huán)境可靠性，遵循 ASIL、ISO 等車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

太比特車載以太網(wǎng)的障礙

數(shù)據(jù)中心已實(shí)現(xiàn) Tbps 速率，但車載落地仍有障礙：

• 當(dāng)前車輛不需要如此高帶寬

• 功耗、成本、散熱限制巨大

• 需要徹底重構(gòu)軟硬件架構(gòu)、PHY 設(shè)計(jì)、電磁兼容與熱管理

一旦實(shí)現(xiàn)，太比特以太網(wǎng)將支撐大規(guī)模實(shí)時(shí)傳感器融合，成為 SDV 持續(xù)進(jìn)化的骨干網(wǎng)絡(luò)。

無(wú)線技術(shù)入局

Wi-Fi 7/8 也將在車內(nèi)扮演更重要角色，不僅用于娛樂(lè)，未來(lái)甚至可進(jìn)入安全關(guān)鍵場(chǎng)景，進(jìn)一步減少車內(nèi)線束。

線束減少不僅降低成本，還能提升碰撞安全性，降低起火風(fēng)險(xiǎn)。

總結(jié)

車載以太網(wǎng)在多數(shù)場(chǎng)景下優(yōu)勢(shì)顯著超過(guò) CAN，正逐步成為主流。

它是區(qū)域架構(gòu)的骨干，也是今天軟件定義汽車得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

AI 無(wú)處不在的趨勢(shì)，正推動(dòng)車載系統(tǒng)高速互聯(lián)協(xié)議（PCIe、UCIe、Ethernet）快速演進(jìn)，與數(shù)據(jù)中心發(fā)展路徑高度趨同。