汽车通信运用示意图
来源:汽车知识栈
汽车电子电气系统因此通信网络为载体,将车内电子设备通过线束连接在一起。随着汽车E/E架构的演进和车内功能的繁芜度提升,汽车中的传感器数量不断增加,导致车载数据量激增,这对整车实时通信和数据处理能力有了很高的哀求。因此,高带宽、低时延、高可靠性的车载以太网会更适宜未来E/E架构的长期演进以及高速车内通信需求。
在Zonal架构中,实现功能集中化之后,车内ECU大量减少。此时,中心打算平台对掌握器的算力哀求极高,而对区域掌握器的算力哀求相对较低。为了知足车内功能安全的哀求、中心与区域掌握器之间大量的数据传输迁移以及软件算法的交互,车载以太网将成为Zonal架构中的数据主干链路。
随着汽车E/E架构的演进,车载以太网(图中红线)将成为骨干网络
注:1TPCE指“1个双绞线的百兆以太网”; RTPGE指“简化的双绞线千兆以太网”。 来源:Keysight
当以太网作为未来汽车的车载骨干网络时,各区域掌握器之间的信息交互通过以太网交流机来实现。目前Marvell、Broadcom、恩智浦等车载网络通信芯片厂商纷纭提出下一代网络架构。
Aquantia未来ADAS系统的车载网络架构
来源:Marvell
以Aquantia(已被Marvell收购)预测未来ADAS系统的车载网络架构为例,个中有两个中心打算单元(GPU/CPU),通过三个交流机来连接所有的摄像机和传感器,全车采取以太网连接。每一个传感器都须要支配一个PHY芯片,每个交流机节点也须要配置多少个PHY 芯片,以输入从传感器端传输过来的数据。车载以太网涉及到冗余备份设计,须要硬件功能做到主备或并行处理,来自摄像头和传感器的数据被发送到一个中心打算单元中,而另一个中心打算单元则用作备份,在第一个单元发生故障时接管汽车的掌握权。
车载以太网向着高带宽、多端口方向演进
车载以太网芯片紧张包括物理层接口PHY芯片和以太网交流机芯片。PHY芯片紧张基于物理层进行数/模旗子暗记的转换,而不对数据进行处理;交流机芯片是基于数据链路层对传输数据做处理,包括数据包的快速转发和交流、过滤和分类。
随着汽车E/E架构演进,车载以太网芯片的渗透率不断提升,中国车载以太网芯片市场快速增长。以PHY芯片市场为例,当前车载以太网PHY芯片的紧张运用于中心打算系统、ADAS系统及IVI系统等领域,按照各系统单车PHY芯片均匀用量以及PHY芯片均价测算,2022年中国乘用车市场车载以太网PHY芯片市场规模为58亿元。未来随着车内以太网进一步向车内其他领域渗透,单车芯片用量不断增多,且高速率PHY芯片的占比逐步提升,会抵消单一型号芯片价格的低落。估量到2025年,中国乘用车市场的车载以太网PHY芯片市场规模将达到218.7亿元。
车载以太网向着高带宽、多端口方向演进
来源:以太网同盟
汽车E/E架构的演进方向和速率影响着未来车载以太网的发展方向和速率,为了能够跟上自动驾驶技能的高速发展,知足智能座舱内的多功能交互等数据传输需求,未来车载以太网将往高带宽、多端口配置的方向发展。
自动驾驶推动10G+车载以太网的发展
智能汽车的自动驾驶技能越来越成熟,汽车对付巨量数据传输的实时性和灵敏度的哀求也越来越高。此外,自动驾驶上路还会有巨量数据存储的需求,要想实现摄像头、激光雷达等传感器的高清数据被实时存储起来,对车内网络带宽的哀求就会更高。
自动驾驶级别越高,车内通信对高速率网络的需求就越大。L3以上的自动驾驶需求,车内网络就会开始大量引入2.5/5/10G车载以太网。而到末了L4/L5的自动驾驶汽车,车内以太网的数量还会增加,很多都会引入10G+的标准。因此,高速车载以太网是实现L3以上自动驾驶必不可少的需求。
绝大多数主流或新势力车企已经提前布局了“中心集中式”的E/E架构,并且车型量产将集中在2023-2025年量产落地,要想在2025年实现Zonal架构,10G的带宽是必须的。而在万兆级车载以太网芯片市场,目前能供应10G+的以太网交流机厂商只有Marvell和博通两家。
Marvell 中心汽车以太网交流机Q6223框图
来源:Marvell
2023年6月,Marvell推出了Brightlane Q622x系列中心汽车以太网交流机,这款以太网交流机是专门为汽车Zonal架构而设计。个中区域交流机将来自汽车物理区域内的设备(如处理器、传感器、实行器和存储系统等)的流量聚合到一起,通过高速以太网连接至中心打算交流机实现信息交互。
Brightlane Q622x系列交流机是单芯片设备,详细包含了Q6222和Q6223两款产品:
Brightlane Q6223带宽达90 Gbps,险些是当前可用汽车交流机容量的2倍。采取非壅塞12端口设计,可以从8个集成10GSerDes端口、4个集成2.5G SerDes端口和2个可用的集成1000Base-T1 PHY中进行配置;
Brightlane Q6222包含9个60 Gbps端口,以及有5个集成10G SerDes端口、4个集成2.5G SerDes端口和2个集成1000Base-T1 PHY可供选择。
车载以太网端口数量随着汽车E/E架构的演进而增加
随着汽车E/E架构演进,车载以太网渗入率逐渐提高,未来以太网节点芯片的需求也将增加,智能汽车单车以太网端口将超过100个。
但到目前为止,量产的车里面带以太网的端口数都不是太多,基本上都是用在IVI系统、车载通信系统、网关和域掌握器等子系统上,还未形成以以太网为骨干的整车级网络架构。未来随着Zonal架构车型的量产落地,车载以太网在整车网络通信架构中的用量将大幅上升,此时,车内车载以太网的通信端口数量也会随之增加。
芯片厂商方面,包括博通、恩智浦等国际大厂发出的新产品或更新迭代产品中,其通信端口数也呈现越来越多的趋势。
部分车载以太网干系芯片供应商产品端口数比拟
来源:佐思汽研《2023年汽车车内通信及网络接口芯片行业研究报告》
2022年5月,博通推出了一款高带宽单片汽车以太网交流机设备BCM8958X,这款交流机共有16个以太网端口,个中有6个具有10Gbps能力(具有SRIOV的XFI或PCIe x1 4.0 接口),以及集成的1000BASE-T1和100BASE-T1 PHY。
博通BCM8958X的接口配置
来源:博通官网
《2023年汽车车内通信及网络接口芯片行业研究报告》目录
共280页
01 汽车网络拓扑演进
1.1 车载网络通信总线
1.1.1 汽车通信运用按通信连接形态可分为无线和有线通信
1.1.2 不同的总线为车内通信供应不同的功能
1.1.3 传统车载网络总线的范例技能特色
1.1.4 自动驾驶驱动以太网在汽车领域的运用
1.1.5 汽车主干网络将转向以太网
1.1.6 汽车通信网络协议分类
1.1.7 车内通信总线技能比拟
1.2 车载网络拓扑
1.2.1 汽车网络拓扑构造决定网络特性
1.2.2 车内通信范例网络拓扑构造
1.2.3 车内网络拓扑演进(1)
1.2.4 车内网络拓扑演进(2)
1.2.5 车载以太网网络拓扑构造灵巧
1.2.6 Model Y、福特Mach-E、大众 ID.4三款车内网络架构比拟
1.3 未来整车EEA架构须要车载以太网作为骨干网络
1.3.1 未来汽车E/E架构演进下,车载网络从域架构向分区架构演进
1.3.2 功能域控阶段,CAN/LIN在IVN网络拓扑中占主导位置
1.3.3 跨域领悟阶段, IVN网络拓扑中开始大量利用车载以太网
1.3.4 中心集成打算阶段,以太网成为车内通信主干网络
1.3.5 车载以太网通信架构
1.3.6 车载网络通信架构中的汽车功能安全实践(1)
1.3.7 车载网络通信架构中的汽车功能安全实践(2)
1.3.8 车载网络通信架构中的汽车功能安全实践(3)
1.3.9 Aquantia未来ADAS车载网络架构
1.3.10 恩智浦未来车载网络架构
1.3.11 博通对未来汽车骨干网预测
1.3.12 瑞萨对未来汽车网络架构的设想
1.3.13 华为的打算与通信架构
02 车载以太网技能发展及趋势
2.1 车载以太网概述
2.1.1 车载以太网 OSI 7层模型
2.1.2 车载以太网的发展由BMW推动
2.1.3 车载以太网干系上风
2.1.4 不同驾驶级别的汽车通信网络对付性能、算力、速率的需求
2.1.5 车载以太网是目前车内传输速率最快的通信方案
2.1.6 车载以太网电路如何实现数据传输?
2.1.7 车载以太网旗子暗记传输案例
2.1.8 车载以太网的接口类型
2.1.9 Vector推出适用于10BASE-T1S的标准汽车以太网接口
2.1.10 车载以太网的紧张传输介质
2.1.11 车载以太网物理层连接线束 IEEE 100BASE-T1、 IEEE 1000BASE-T1
2.1.12 车载以太网测试内容
2.1.13 车载以太网测试方法(1)
2.1.14 车载以太网测试方法(2)
2.1.15 车载以太网测试方法(3)
2.2 车载以太网同盟、技能标准、网络协议
2.2.1 环球4个紧张的车载以太网标准化组织及分工(1)
2.2.2 环球4个紧张的车载以太网标准化组织及分工(2)
2.2.3 车载以太网物理层标准
2.2.4 车载以太网通信网络与协议
2.2.5 互联互通兼容性C&S测试认证是接口类芯片的准入门槛(1)
2.2.6 互联互通兼容性C&S测试认证是接口类芯片的准入门槛(2)
2.2.7 车载以太网物理层利用BroadR-Reach技能标准
2.3 车载以太网的技能发展
2.3.1 车载以太网的技能发展路线
2.3.2 SOME/IP通信协议
2.3.2.1 关于“面向做事”的SOME/IP通信协议,支持SOA架构升级
2.3.2.2 SOME/IP协议在车载信息娱乐系统的运用
2.3.3 车载以太网如何办理实时关键数据传输?
2.3.3.1 车载以太网办理实时关键数据传输的方法一
2.3.3.2 TTE的特点
2.3.3.3 车载以太网办理实时关键数据传输的方法二
2.3.3.4 TSN韶光敏感网络的发展进程
2.3.3.5 TSN的技能标准集
2.3.3.6 车载以太网TSN标准:IEEE P802.1DG的发展
2.3.3.7 TSN的紧张支持者
2.3.3.8 TSN延时性:时钟同步IEEE 802.1AS 2020
2.3.3.9 L4级无人驾驶系统核心
2.3.3.10 映驰科技TSN协议栈助力空想L9
2.3.3.11 快控科技发布“神行“DDS中间件和TSN以太网网关产品
03 车内网络通信(接口)芯片及技能趋势研究
3.1 传统总线芯片
3.1.1 传统总线芯片概述
3.1.1.1 传统总线芯片分类
3.1.1.2 国产CAN收发器芯片发展
3.1.1.3 CAN FD芯片的需求由于汽车新四化的发展而上升
3.1.1.4 汽车CAN/LIN SBC芯片
3.1.1.5 德州仪器CAN SBC芯片TCAN4550-Q1办理方案及上风(1)
3.1.1.6 德州仪器CAN SBC芯片TCAN4550-Q1办理方案及上风(2)
3.1.1.7 集成电源管理、CAN和LIN功能的安全系统根本SBC芯片
3.1.1.8 CAN收发器范例运用案例
3.1.2 CAN/LIN芯片竞争格局及供应商产品选型
3.1.2.1 CAN/LIN接口芯片海内市场竞争格局
3.1.2.2 国外CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型(1)
3.1.2.3 国外CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型(2)
3.1.2.4 海内CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型(1)
3.1.2.5 海内CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型(2)
3.2 车载以太网芯片的分类及用例
3.2.1 车载以太网芯片分类
3.2.2 车载以太网芯片哀求具备EMC抗滋扰能力和免疫能力
3.2.3 车载以太网芯片在不同运用处景下的用量
3.2.4 未来车载以太网芯片的单车代价量高
3.2.5 车载以太网芯片运用示例(1)
3.2.6 车载以太网芯片运用示例(2)
3.2.7 车载以太网芯片运用示例(3)
3.2.8 车载以太网芯片运用示例(4)
3.3 车载以太网交流机芯片
3.3.1 车载以太网交流机芯片概述
3.3.1.1 车载以太网节点超过两个,则须要以太网交流机连接
3.3.1.2 车载以太网交流机芯片的功能
3.3.1.3 车载以太网交流芯片与AUTOSAR的捆绑程度较高
3.3.1.4 车载Switch芯片与AUTOSAR捆绑案例:
3.3.1.5 中心打算Zonal架构下,每个区域网关内都包含一个以太网交流机
3.3.1.6 车载以太网交流机的详细运用及支配位置
3.3.1.7 车载TSN交流机芯片
3.3.1.8 汽车以太网交流机案例(1)
3.3.1.9 汽车以太网交流机案例(2)
3.3.1.10 汽车以太网交流机案例(3)
3.3.1.11 Elektrobit用于车载通信的汽车以太网交流机固件
3.3.2 车载以太网交流机芯片竞争格局及产品选型
3.3.2.1 环球车载以太网Switch芯片市场竞争格局
3.3.2.2 国外车载以太网Switch芯片供应商列表及产品选型(1)
3.3.2.3 国外车载以太网Switch芯片供应商列表及产品选型(2)
3.3.2.4 国外车载以太网Switch芯片供应商列表及产品选型(3)
3.3.2.5 海内车载以太网Switch芯片市场竞争格局
3.3.2.6 海内车载以太网Switch芯片供应商列表(1)
3.3.2.7 海内车载以太网Switch芯片供应商列表(1)
3.3.3 中国车载以太网交流机芯片市场规模
3.3.3.1 车载以太网交流机芯片价格
3.3.3.2 2022年-2025年海内车载以太网交流机芯片市场规模预测
3.4 车载以太网物理层(PHY)芯片
3.4.1 车载以太网PHY芯片概述
3.4.1.1 车载以太网物理层接口事情事理
3.4.1.2 车载以太网的主流芯片架构
3.4.1.3 车载以太网PHY芯片接口集成案例(1)
3.4.1.4 车载以太网PHY芯片接口集成案例(2)
3.4.1.5 车载以太网PHY芯片案例(1)
3.4.1.6 车载以太网PHY芯片案例(2)
3.4.2 车载以太网PHY芯片市场竞争格局及产品选型
3.4.2.1 环球车载以太网PHY芯片市场竞争格局
3.4.2.2 国外车载以太网PHY芯片供应商列表及产品选型(1)
3.4.2.3 国外车载以太网PHY芯片供应商列表及产品选型(2)
3.4.2.4 国外车载以太网PHY芯片供应商列表及产品选型(3)
3.4.2.5 海内车载以太网PHY芯片市场竞争格局
3.4.2.6 海内车载以太网PHY芯片供应商列表(1)
3.4.2.7 海内车载以太网PHY芯片供应商列表(2)
3.4.2.8 海内车载以太网PHY芯片供应商列表(3)
3.4.3 中国海内车载以太网PHY芯片市场规模
3.4.3.1 汽车ADAS中车载以太网的PHY芯片用量
3.4.3.2 车载以太网PHY芯片价格
3.4.3.3 海内乘用车市场ADAS系统中的以太网PHY芯片需求量测算
3.4.3.4 海内乘用车市场IVI系统中的以太网PHY芯片需求量测算
3.4.3.5 2022-2025年中国乘用车车载以太网PHY芯片市场规模预测
3.5 车内网络通信未来技能趋势
3.5.1 技能趋势一
3.5.1.1 MIPI A-PHY v1.0物理层通信协议标准出台,面向高度自动驾驶汽车数据传输需求
3.5.1.2 MIPI同盟发布A-PHY v1.1 为汽车SerDes接口添加新的履行选项
3.5.1.3 MIPI A-PHY 通信协议的核心上风
3.5.1.4 趋势一
3.5.1.5 趋势二
3.5.1.6 趋势三
3.5.2 技能趋势二
3.5.2.1 PCIe交流机通信先容
3.5.2.2 PCIe交流机的特点(1)
3.5.2.3 PCIe交流机的特点(2)
3.5.2.4 PCIe交流机非常适宜AI时期的车载网络
3.5.2.5 未来车载网络架构中,PCIe交流机的运用(1)
3.5.2.6 未来车载网络架构中,PCIe交流机的运用(2)
3.5.2.7 PCIe交流机的运用案例(1)
3.5.2.8 PCIe交流机的运用案例(2)
3.5.2.9 PCIe交流机趋势一
3.5.2.10 PCIe交流机趋势二
3.5.2.11 PCIe交流机趋势三
3.5.3 技能趋势三
3.5.3.1 自动驾驶级别越高,车内通信对高速率网络的需求就越高
3.5.3.2 车辆网络架构演化中的汽车以太网的运用
3.5.3.3 高度自动驾驶须要10G+的互联带宽
3.5.3.4 车载以太网趋势一
3.5.4 技能趋势四
3.5.4.1 除多千兆位汽车以太网,10M 低本钱车载以太网的运用同样值得关注
3.5.4.2 车载以太网趋势二
3.5.5 技能趋势五
04 国外车内通信(接口)芯片企业研究
4.1 Marvell
4.1.1 Marvell简介
4.1.2 Marvell环球业务中央
4.1.3 Marvell业务布局
4.1.4 Marvell业务发展进程
4.1.5 Marvell收购Aquantia,进入车载网络市场
4.1.6 Aquantia Multi-Gig网络运用于英伟达L4/L5级Xavier和Pegasus打算平台
4.1.7 Marvell 车载以太网交流机产品路线
4.1.8 Marvell汽车以太网交流机案例:
4.1.9 Marvell汽车以太网交流机案例
4.1.10 Marvell以太网交流芯片88Q5050系统框图和技能特性
4.1.11 Marvell 车载以太网PHY芯片产品路线
4.2 NXP
4.2.1 NXP简介
4.2.2 恩智浦收购汽车以太网子系统技能供应商OmniPHY
4.2.3 NXP的制造工厂分布
4.2.4 NXP客户群剖析
4.2.5 NXP车载以太网PHY芯片产品
4.2.6 NXP车载以太网Switch芯片
4.2.7 恩智浦以太网交流机案例(1)
4.2.8 恩智浦以太网交流机案例(2)
4.2.9 NXP以太网Switch、PHY范例运用
4.2.10 NXP SJA1105的四种范例运用办法
4.2.11 NXP车载以太网PHY芯片产品性能参数比拟
4.2.12 恩智浦100BASE-T1 以太网PHY TJA1101产品框图和技能特性
4.3 Broadcom
4.3.1 博通简介
4.3.2 博通的并购之路
4.3.3 博通:车载以太网领域开山鼻祖
4.3.4 博通车载以太网物理层BroadR-Reach技能
4.3.5 博通:车载以太网交流机产品线
4.3.6 博通环球首款50G汽车以太网交流办理方案
4.3.7 博通:车载以太网PHY芯片产品线
4.3.8 博通:具有MACsec功能的多千兆位汽车以太网PHY
4.4 Microchip
4.4.1 微芯简介
4.4.2 Microchip:产品布局及运用领域
4.4.3 Microchip:车载以太网PHY芯片产品线
4.4.4 Microchip:首批车规级10BASE-T1S以太网PHY
4.4.5 Microchip:集成CAN FD掌握器和收发器的单芯片办理方案
4.5 TI
4.5.1 TI简介
4.5.2 TI:环球制造布局
4.5.3 TI:以太网物理层芯片产品布局
4.5.4 TI千兆车载以太网PHY
4.5.5 TI:DP83TG720S-Q1以太网PHY系统框架和技能特性
05
海内车内通信(接口)芯片企业研究
5.1 瑞昱
5.1.1 瑞昱简介
5.1.2 瑞昱车用芯片品类丰富
5.1.3 瑞昱:具备MACsec加解密功能的车用高能效以太网(EEE) PHY芯片
5.1.4 台湾瑞昱车用以太网办理方案
5.1.5 瑞昱:RTL9047AA-VC 车载以太网交流机
5.2 裕太微
5.2.1 裕太微简介
5.2.2 裕太微:产品布局及业务情形
5.2.3 裕太微车载网通芯片
5.2.4 裕太微车载网通芯片
5.2.5 裕太微车载百兆PHY芯片与国际大厂竞品比拟
5.2.6 裕太微:车载以太网PHY芯片单车代价及本钱解析
5.2.7 裕太微:车载以太网领域的核心技能及在研项目
5.3 景略
5.3.1 景略简介
5.3.2 景略半导体发展进程
5.3.3 景略两大核心技能
5.3.4 景略:车载千兆以太网PHY芯片JL3xx1
5.3.5 景略:车载千兆以太网PHY芯片JL3113
5.4 北京君正
5.4.1 北京君正简介
5.4.2 北京君正四大品类布局:打算+存储+仿照 +SoC
5.4.3 北京君正采取Fabless的经营模式
5.4.4 北京君正:汽车通信芯片以CAN/LIN、Green PHY和G.Vn芯片为主
5.4.5 北京君正CAN FD收发器办理方案
5.5 芯力特
5.5.1 芯力特简介
5.5.2 芯力特:车规产品设计流程
5.5.3 芯力特CAN/CAN FD芯片发展进程
5.5.4 芯力特:5V/3.3V CAN/CAN FD接口芯片产品比拟
5.5.5 芯力特范例车载CAN/CAN FD运用方案(1):SIT1044范例运用
5.5.6 芯力特范例车载CAN/CAN FD运用方案(2):SIT1043范例运用
5.6 神经元
5.6.1 神经元网络简介
5.6.2 神经元车载网通产品
5.6.3 神经元车载网通产品:AUTBUS芯片KY3001
5.7 国科天讯
5.7.1 国科天讯简介
5.7.2 国科天迅:车规级TSN交流芯片的发展
5.7.3 国科天讯:车载TSN交流机芯片TAS2010
5.8 昆高新芯
5.8.1 昆高新芯简介
5.8.2 昆高新芯:车载以太网芯片办理方案
5.8.3 昆高新芯:车载以太网芯片产品特性
06
主机厂车内网络通信架构及芯片研究
6.1 大众
6.1.1 大众:ICAS1与ICAS3的网络架构
6.1.2 大众ICAS1:车身掌握的网络架构
6.2 特斯拉
6.2.1 特斯拉的车内通信架构蜕变
6.2.2 特斯拉Model 车内通信
6.2.3 特斯拉AP3.0的车载以太网剖析
6.2.4 特斯拉Model S Plaid座舱域掌握器中的通信设计
6.3 奔驰
6.3.1 奔驰NTG7座舱PCB板中的通信设计(1)
6.3.2 奔驰NTG7座舱PCB板中的通信设计(2)
6.3.3 奔驰CIVIC系统BB板的通信芯片搭载情形
6.3.4 奔驰NTG6座舱PCB板中的车载以太网芯片的选择
6.3.5 奔驰二代MBUX的以太网交流机搭载情形
6.4 沃尔沃
6.4.1 沃尔沃SPA架构中的通信设计
6.4.2 沃尔沃车身电子通信网络架构
6.4.3 沃尔沃车身掌握CEM模块的通信架构设计
6.5 长城
6.5.1 长城汽车第四代E/E架构中的车载通信情形
6.5.2 长城汽车下一代架构中骨干网络将通过车载以太网实现信息传输
6.6 其他
6.6.1 比亚迪与宝马车机的车载以太网交流机芯片
6.6.2 长城与蔚来车机的车载以太网芯片搭载情形
6.6.3 奥迪A6的车载网络通信架构
6.6.4 空想的车载网络通信架构
6.6.5 小鹏车载网络通信架组成长路线
6.6.6 当代Genesis GV60座舱域掌握器中的通信设计