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博通BroadR-Reach以太網(wǎng)解決方案開創(chuàng)汽車互連新時代

  • 時間：2012-03-05 14:41:16

[導(dǎo)讀]博通BroadR-Reach汽車以太網(wǎng)互連技術(shù)采用單對非屏蔽雙絞線電纜和標準以太網(wǎng)PHY組件實現(xiàn)100Mbps速率數(shù)據(jù)傳輸，其互聯(lián)成本可降低多達80%，為車內(nèi)互連提供了創(chuàng)新的解決方案。
隨著汽車電子產(chǎn)品的大量普及，車內(nèi)安全、娛..

博通BroadR-Reach汽車以太網(wǎng)互連技術(shù)采用單對非屏蔽雙絞線電纜和標準以太網(wǎng)PHY組件實現(xiàn)100Mbps速率數(shù)據(jù)傳輸，其互聯(lián)成本可降低多達80%，為車內(nèi)互連提供了創(chuàng)新的解決方案。
隨著汽車電子產(chǎn)品的大量普及，車內(nèi)安全、娛樂、診斷和輔助電子設(shè)備的數(shù)量在不斷增加，設(shè)備之間的互連需求也越來越復(fù)雜。同時，車內(nèi)的模擬系統(tǒng)也不斷向數(shù)字系統(tǒng)遷移，包括ADAS(高級駕駛員輔助系統(tǒng))中的攝像頭由模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字、車載娛樂系統(tǒng)中藍光、高清顯示的需求等等都給車內(nèi)互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的帶寬帶來了很大的挑戰(zhàn)，大量的數(shù)據(jù)需要更大的帶寬來傳輸。

另一方面，對汽車制造商而言，他們希望車內(nèi)互連網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開放和可擴展的，可以支持多種系統(tǒng)和設(shè)備，具有融合能力，這樣當(dāng)有新的應(yīng)用和設(shè)備引進時就可以很容易地加入到系統(tǒng)中去。當(dāng)然，越來越多設(shè)備的增加也導(dǎo)致了車內(nèi)互連電纜數(shù)量的增多，成本也隨之提升。汽車制造商亦希望在滿足汽車嚴格的技術(shù)要求、保證連接可靠性和穩(wěn)定性的前提下，找到更低成本的互連方案。

博通公司推出創(chuàng)新的BroadR-Reach汽車互連解決方案很好地滿足了汽車制造商們的需求。這是該公司首次進軍汽車市場后推出的業(yè)內(nèi)第一個汽車以太網(wǎng)互連解決方案，該方案利用單對非屏蔽雙絞線電纜和標準以太網(wǎng)PHY組件組成車內(nèi)以太網(wǎng)互連網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)100Mbps速率全雙工數(shù)據(jù)傳輸，PHY與上層MAC之間連接采用標準的MII接口。此互連網(wǎng)絡(luò)除可傳輸數(shù)據(jù)外，還支持POE功能，即雙絞線在傳輸數(shù)據(jù)的同時還可以為連接終端供電，省去了終端外接電源，降低了供電的復(fù)雜度。

與傳統(tǒng)的LVDS技術(shù)相比，BroadR-Reach互連方案優(yōu)勢顯著。LVDS線纜為了滿足汽車電磁輻射和溫度的嚴格要求，需要有很厚的屏蔽層，同時連接器也比較大和復(fù)雜。而BroadR-Reach方案采用的單對非屏蔽雙絞線較之LVDS線纜，不僅能實現(xiàn)同樣的功能，且減少了互連成本。

據(jù)博通公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團汽車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品高級產(chǎn)品線經(jīng)理Timothy Lau介紹說：“BroadR-Reach汽車互連解決方案允許多種車內(nèi)系統(tǒng)(包括信息娛樂、車載診斷和駕駛員輔助系統(tǒng)等)同時通過單對非屏蔽雙絞線存取信息。由于不必使用笨重的屏蔽電纜，車內(nèi)互連成本可降低多達80%，線纜重量可減少多達30%，線纜重量的減輕使得整車重量減輕，有助于燃油效率的提高。另外，因為我們的產(chǎn)品是專門為汽車設(shè)計的，所以首先它可以滿足非常嚴格的EMC要求和極高的溫度要求。我們的產(chǎn)品甚至可以用在溫度非常高的汽車引擎附近，它符合TS16949標準要求，同時我們正在進行AEC-Q100的認證以期取得認證資格。”

此外，BroadR-Reach方案還可以快速實現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的布網(wǎng)，簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，同時可以把現(xiàn)有的多種車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)合并為一個簡單的以太網(wǎng)系統(tǒng)，這樣可以提高網(wǎng)絡(luò)效率，整個網(wǎng)絡(luò)上的多個節(jié)點都可以高效地共享帶寬資源。

BroadR-Reach汽車以太網(wǎng)產(chǎn)品系列包括五款芯片。其中兩款是以太網(wǎng)PHY芯片，另外三款是嵌入了PHY的高集成度交換芯片。其中交換芯片BCM89500和BCM89501的應(yīng)用主要是將汽車網(wǎng)絡(luò)中的多個終端互連，而交換芯片BCM89200主要用于互連汽車內(nèi)的多個ECU。PHY芯片BCM89610用于汽車熄火時的車內(nèi)診斷系統(tǒng)，而同是PHY芯片的BCM89810則是針對車內(nèi)多種設(shè)備之間的互連應(yīng)用。

從BroadR-Reach解決方案在ADAS系統(tǒng)中的應(yīng)用示意圖中可以看到，帶有PHY的攝像頭將視頻等數(shù)據(jù)信息通過單對雙絞線傳送到交換芯片上，交換芯片把各通道采集的信息匯聚到一起，通過電子控制單元中的CPU做一定的處理如編解碼處理，然后將視頻輸出到顯示器上。“這種技術(shù)還用在了我們最近推出的全球首款基于以太網(wǎng)的360度全景停車輔助系統(tǒng)上。此停車輔助系統(tǒng)是我們和飛思卡爾、OmniVision共同研究開發(fā)的低成本、高分辨率解決方案，能為各種車輛提供高速、高清晰度的360度停車輔助攝像功能。另外，這個技術(shù)還可以用在車道偏離警報系統(tǒng)和夜視系統(tǒng)上，并且它是符合ISO規(guī)范的。”Timothy Lau介紹道。

在車載信息娛樂系統(tǒng)的應(yīng)用上，目前主流的MOST技術(shù)的連接方式是將多個設(shè)備環(huán)形地連接在一起，設(shè)備間共享最大速率為150Mbps帶寬，當(dāng)某個設(shè)備占用很大帶寬的時候，別的設(shè)備可能就沒有帶寬資源可以使用了。與MOST相比，基于標準以太網(wǎng)BroadR-Reach技術(shù)為每個設(shè)備提供專用的100Mbps帶寬，上行速率甚至可以達到1Gbps；同時它還具有鏈路匯聚功能，例如可以把兩條不同的百兆物理鏈路匯聚成邏輯上可看作為一條的兩百兆鏈路，這樣可以簡單地按鏈路數(shù)量線性擴展帶寬，為要使用大帶寬的設(shè)備提供快速的帶寬增加。這種鏈路的匯聚還能提供冗余保護，當(dāng)某條鏈路出錯時，可以很快地轉(zhuǎn)到另一條鏈路上，以確保數(shù)據(jù)的順利傳輸。

“我們的BroadR-Reach技術(shù)屬于業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，它專為滿足汽車內(nèi)部各種苛刻的需求而設(shè)計，且極大地降低了互連成本和電纜重量。我們還與汽車及電子行業(yè)領(lǐng)先公司聯(lián)手構(gòu)建了OPEN(One Pair Ether-Net)聯(lián)盟，旨在促進基于以太網(wǎng)的汽車互連網(wǎng)絡(luò)得到大規(guī)模采用。我們的BroadR-Reach具有開放和可擴展的架構(gòu)，能與多種車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼容，符合OPEN聯(lián)盟規(guī)范要求。”Timothy Lau總結(jié)道。
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（注：本文原文刊載于《集成電路應(yīng)用》2012年第1期，轉(zhuǎn)載請注明出處。）