區域架構的設計趨勢如何改善汽車通訊
電子產品持續推動我們與車輛的互動方式進化。從過去將整合式導航或免手持通話視為令人興奮的全新功能到現在，我們已有長足的進步。
現今的車輛裝載了創新技術，並且可能具有數百個或數千個半導體，因此智慧化、電氣化與安全程度也隨之提高。半導體晶片也可進一步提升舒適感，從空調座椅到自訂照明效果等，都包含在內；在部分車輛中，會有多個觸控螢幕或智慧型手機應用程式支援這類功能。
現在是軟體定義車輛的新時代，汽車製造商透過這項主流汽車市場趨勢，提供更高的服務水準、個人化與便利性。
當然，安全仍然至關重要，幾乎 93% 的新車輛都具有至少一種先進駕駛輔助系統 (ADAS) 功能[1]。據估每年 ADAS 可防止最多 160 萬起碰撞事件，以及最高 $367 億美元的損害成本[2]。若非半導體促成車輛的 ADAS 和連線功能進步，就不可能達到前述數據。
區域架構則是另一項汽車趨勢，有助於實現軟體定義車輛。區域架構會根據電子控制單元 (ECU) 在車輛中的位置將其分組，而非根據功能分組 (這稱為網域架構)。這些以位置為基礎的 ECU 也稱為區域控制模組，致力於運用現有和全新的網路介面，將車輛的軟硬體架構集中化。
本公司的介面副總裁 Tsedeniya Abraham 表示：「本公司擁有良好定位，可解決汽車產業內因架構轉變而出現的所有重要通訊需求。我們可協助設計師管理並簡化區域架構所需的各種不同資料類型。」
減少佈線，運用通訊協定
隨著車輛中的感測器和致動器數量增加，需在車輛內傳送的資料量也一併增加。每個 ECU 都需要與感測器、致動器和其他 ECU 通訊，以準確執行動作與安全功能。傳統上，這可能需要許多密集佈線的纜線，以在車輛中傳輸電力和資料。
幸好區域架構可減少佈線、重量和成本，進而將軟體定義車輛最佳化。在整理前述與日俱增的資料量時，如乙太網路、控制器區域網路 (CAN) 和區域互連網路 (LIN) 等熟悉的通訊協定，仍同樣不可或缺。
例如，透過乙太網路實現的超高速和超低延遲，可支援事故迴避等關鍵安全通訊。而如 CAN 或 LIN 等具成本效益的通訊協定，則可能最適合用於其他較低頻寬的連線，例如搖上或搖下車窗、調整座椅溫度，或是電動輔助轉向等。
Tsedeniya 表示：「雖然在區域架構控制模組之間，乙太網路是高速資料傳輸的最佳選擇，但是對每個區域內的最後一部分通訊而言，CAN 或 LIN 會是高效率且快速的選擇。」
對於最嚴苛的視訊傳輸需求，FPD-Link™ 通訊協定目前可透過單一纜線傳輸 13.5Gbps。這已足以跟上車輛中全座艙寬度的高解析度顯示器需求。
我們的 FPD-Link 串聯器-解串器 (SerDes) 將安全納入考量，速度快到可傳輸未壓縮的攝影機資料，在車輛整合更多 ADAS 功能之際，這是極為關鍵的優勢。
未壓縮資料是減少殘影的必備要素，否則殘影可能會干擾系統處理影像並對影像做出反應的能力。FPD-Link 也是雙向的，因此即使在接收影像時，系統仍可控制攝影機。
放眼未來
製造商之所以轉為採用本公司廣泛的汽車通訊裝置系列，其中一個原因在於需整合各種通訊協定，如此才可因應轉換至區域架構的行動。
令人興奮的還有無線功能。TI 的汽車系統工程與行銷總監 Fern Yoon 表示：「部分客戶已可透過無線更新取得新性能或便利功能，甚至還可依循召回作業，而且這一切都不需要將車輛送到維修廠。」
由於區域架構能為軟體定義車輛的願景提供支援，汽車製造商也開始重新定義更高的駕駛個人化、安全和便利性水準。
Tsedeniya 表示：「在 TI，我們持續挹注投資，以滿足現在和未來的汽車架構趨勢。」
參考資料：
[1] AAA。2019 年 1 月。「ADVANCED DRIVER ASSISTANCE TECHNOLOGY NAMES」。存取日期：2024 年 3 月 25 日。
[2] Abdullah Khana、Corey D. Harper、Chris T. Hendrick、Constantine Samaras。Net-societal and net-private benefits of some existing vehicle crash avoidance technologies。發表於 Accident Analysis & Prevention 125 (2019 年 4 月)：第 207-216 頁。
