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自動駕駛的巨大商機,MIPI和以太網將發生怎樣的競爭?

ml8z_IV_Technol ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-08-31 09:46 ? 次閱讀

隨著自動駕駛技術的發展,那些曾為數據中心、企業基礎設施或專業工作室開發高速連接技術的產業組織,看到了汽車市場所帶來的巨大商機。上周,MIPI聯盟開始為移動產業開發新的接口規范,以因應汽車產業對于高速數據傳輸接口的需求。目前已制定了MIPI A-PHY標準規范,在15米長度的物理層,可達每秒12到24千兆位(Gbps)的傳輸速度,聯盟預計于2019年底提供MIPI A-PHY 1.0版給開發人員。MIPI和以太網將發生怎樣的競爭?

不久前,芯片供應商還專注于移動產業,而現在,他們的重心已移往汽車產業。

第4級和第5級自動駕駛車的開發者希望車子內部的連網速度能達到數千兆位(multi-gigabit)速度,許多產業聯盟和制定標準的機構,像是自動駕駛汽車網絡聯盟(NAV)、MIPI聯盟(MIPI Alliance)和HDBaseT聯盟都正摩拳擦掌,準備搶食這塊大餅。

當然,具備全自動駕駛功能的汽車尚未問世,而這種車子對于像是視覺、激光雷達和雷達這類高分辨率傳感器的依賴程度相當高,所產生的數據量必定會大幅增加。那些曾為數據中心、企業基礎設施或專業工作室開發高速連接技術的產業組織,看到了汽車市場所帶來的巨大商機。

Aquantia描繪的未來車載網絡(來源:Aquantia)

上周,MIPI聯盟開始為移動產業開發新的接口規范,以因應汽車產業對于高速數據傳輸接口的需求。目前已制定了MIPI A-PHY標準規范,在15米長度的物理層,可達每秒12到24千兆位(Gbps)的傳輸速度,聯盟預計于2019年底提供MIPI A-PHY 1.0版給開發人員。

就在上個月,HDBaseT聯盟宣布Denso成為“貢獻會員”(contributor member)。HDBaseT原本是一種消費性電子與商業應用連接標準,用以透過CAT 5纜線傳輸未壓縮HD音/視頻電源、以太網絡、USB以及一些控制信號,而現在HDBaseT有最新的車用版本,稱做HDBaseT Automotive標準。

(來源:Valens Semiconductor)

Valens Semiconductor資深副總裁兼汽車部門負責人Micha Risling在接受《EE Times》采訪時表示:“HDBaseT現在可以透過無包覆雙絞線(UTP)達到2Gbps帶寬,這是一種更便宜、更靈活且更易于安裝的線纜,而它未來的版本將可支持高達4/8/12/16Gbps的傳輸速度。”

此外,由芯片供應商Aquantia、Nvidia、Bosch,以及德國大陸集團(Continental)和福斯汽車(Volkswagen)組成的NAV聯盟擁有一大優勢,據說正與IEEE以太網絡聯盟同步開發IEEE Multi-Gig Automotive Ethernet PHY標準,背后的推動者是芯片商Aquantia。與其他公司不同的是,Aquantia率先開發出高速、multi-gigabit速度的以太網絡技術,目前應用于數據中心(傳輸速度達到10/25/100GbE)和企業基礎設施(傳輸速度達到2.5/5/10GbE)。

Aquantia汽車產品營銷副總裁Amir Bar-Niv在上周接受《EE Times》采訪時提到:“之前汽車產業沒有發展出Multi-Gig汽車以太網絡技術。”他解釋,其他公司可推出他們自有的解決方案,藉以得到進入市場的機會。但現在,IEEE Multi-Gig Automotive Ethernet PHY標準正順利地開發中,“現在汽車市場不再缺乏此類網絡傳輸技術。”

在Aquantia看來,OEM代工廠和一線車廠采用Multi-Gig汽車以太網絡技術(Automotive Ethernet)幾乎已成定局。

根據Aquantia的說法,汽車產業界了解到若是采用最新的Automotive Multi-Gig Ethernet PHY標準,可以享受許多以太網絡既有的好處,像是眾多供應商和低成本,功能特性方面支持交換、同步、音視頻橋接(AVB)/時效性網絡(TSN)標準、安全性和網絡拓撲等。

這些技術能互補嗎?

然而,值得注意的是,并非所有長距離汽車通訊接口的特性都是相同的。市場研究機構Strategy Analytics車用電子市場研究總監Ian Riches舉例,MIPI的汽車接口與HDBaseT即有所不同,他表示:“MIPI A-PHY是一種點對點異步鏈接技術,一邊的帶寬很大,另一邊則較小,它只是一個數據傳輸管道(data pipe),并不像HDBaseT那樣原生支持USB、以太網絡和電源。”

盡管如此,MIPI將與其他multi-gig連接技術競爭,像是汽車以太網絡(Automotive Ethernet)技術,Riches說:“此技術用來連接高帶寬設備(例如相機)到中央控制器。”

關于這些競爭技術的比較,Riches說:“如果你要選擇網絡技術,以太網絡是很棒的選擇。HDBaseT支持電力傳輸、鏈接USB等功能。MIPI A-PHY的直接競爭對手為專有LVDS解決方案,如APIX、FPD-Link、GMSL等技術,它很適合在受限的信號控制信道中,將數據從某處傳輸到另一處。”

再次使用MIPI移動協議?

MIPI聯盟董事會成員兼高通資深技術總監Rick Wietfeldt認為以太網絡、MIPI和HDBaseT技術在汽車生態系統中為互補技術,各占有一席之地。

他解釋,MIPI為汽車產業提供關于“效能、再次使用和生態體系”三方面的好處。

更具體地說,MIPI的A-PHY與其他技術的不同點在于,為相機、傳感器和顯示器提供量身定制的非對稱連接性。Wietfeldt認為:“雖然以太網絡是一種廣泛采用的成熟解決方案,然而,對于汽車市場來說,仍算是較新的標準,必須導入新的纜線、連接器、Ethernet PHY接口和交換機產品。”

另一個關鍵(好處)是A-PHY為高速串流相關的應用提供服務,例如需要在點對點架構中進行嚴格延遲控制的相機和顯示器應用。

MIPI聯盟的規劃(來源:MIPI)

另一方面,Wietfeldt觀察到:“許多人將以太網絡視為高速控制應用中主要的‘網絡(通常指多對多)’架構接口(盡管不是唯一的)。”他補充:“此外,目前的汽車以太網絡速度是1Gbps,未來將加快到10Gbps,其預計達成的時間大約與MIPI A-PHY設定的時程相當。”

事實上,雖然Aquantia先推出暫行標準Multi-Gig Automotive Ethernet PHY(2.5G、5G、10G),但IEEE Multi-Gig Automotive Ethernet PHY規格尚被未批準,仍需要經過正常的IEEE標準制定程序。

當提到再次采用MIPI技術時,高通的Wietfeldt解釋,使用MIPI A-PHY物理層接口,可以“直接有效地執行MIPI移動協議的相機接口(CSI)/顯示器接口(DSI),兼容于目前數十億智能手機中使用的芯片,并且在汽車電子中也被普遍采用。”

以太網絡會是最終的選擇?

Aquantia不認同MIPI聯盟對汽車以太網絡的論點。Bar-Niv聲稱:“整體而言,只有以太網絡的所有功能幾乎都已獲得OEM廠商的認可,足以真正符合未來4/5級自動駕駛汽車所需的車載網絡需求。”

他指出:“MIPI似乎專注于點對點連接的特定應用或網絡拓撲。以太網絡不僅能符合需求(支持星狀、網狀、環狀,菊花煉拓墣等),而且還滿足了4/5級自動駕駛對于IEEE標準的要求(可靠性、安全性等)。關于開發部分,MIPI、LVDS和HDBaseT等聯盟卻必須從頭開始。”

Bar-Niv還補充說到:“未來汽車連網需要更快的數據傳輸速度,以太網絡的媒體訪問控制層(MAC)傳輸速率已經高達100G,可滿足未來的汽車應用需求。”

連接傳感器

Strategy Analytics的Riches說:“雖然做為車載網絡骨干的MIPI A-PHY并未將以太網絡視為競爭技術,但MIPI和以太網絡將會在‘傳感器和顯示器連接’方面產生競爭。”

以太網絡并非只能做到點對點連接。但NAV聯盟希望能傳輸高分辨率攝影機、光達和雷達所產生的巨大數據。

Aquantia解釋說,車輛配備的高分辨率相機,其分辨率由720P提升到1080P,之后會提高到4K。該公司指出,這代表網絡傳輸速度應該提升到10 Gbps。

傳感器融合和大量數據傳輸需求推動帶寬拉升到Multi-Gig (來源:Aquantia)

更重要的是,現在推動Multi-Gigabit連接技術的是音/視頻開發人員,他們希望運用未壓縮的原始傳感器數據進行傳感器融合。

Aquantia的Bar-Niv告訴我們,今天的傳感器模塊搭載了預處理裝置。“新趨勢是不采用這些預處理芯片,以降低傳感器模塊的成本并降低功耗。”他解釋說,這些傳感器通常位于汽車最熱的地方,效能會隨著熱度上升而顯著下降。如果業界不使用這些預處理芯片,纜線就必須以2Gbps到8Gbps的速率傳輸原始數據。

MIPI聯盟的Wietfeldt充分意識到這些需求,他強調:“MIPI A-PHY是一種應用于傳感器、攝影機和顯示器的高速非對稱串流接口,可作為以太網絡的替代技術。”

(來源:MIPI)

MIPI聯盟有信心確保MIPI A-PHY標準能在具有復雜和挑戰性的車載環境中,運用低成本且輕量的實體信道傳輸數據,達到“數據完整性”(Data Integrity)。目前12Gbps到24Gbps速度的MIPI A-PHY標準正在開發中,MIPI聯盟也開始研發更高速的規格,像是超過48Gbps的傳輸速度,用于顯示器與其他應用。

誰將供應這些芯片?

Riches說:“我們將很容易看到高度自動駕駛的相關應用,但未來五年內并不會大量出現。”

他指出,原始資料傳感器融合也許仍是一個值得期待的目標,他說:“對于高速連接技術的需求,許多汽車制造商在每個傳感器上加入大量處理數據的功能。”當談到芯片供應商中有哪些人正在開發車用Multi-Gigabit連接技術時,Valens半導體是其中一間公司,目前正在推動HDBaseT技術,而Aquatia則為Automotive Multi-Gig Ethernet PHY技術的領導者。

除了Aquatia,博通、Marvell與恩智浦也是IEEE Multi-Gig Automotive Ethernet PHY標準的主要推動者。

在HDBaseT聯盟中,恩智浦為“貢獻會員”,意法半導體為“參與會員”(adopter member)。雖然目前尚不清楚哪些公司致力于發展MIPI A-PHY標準,但MIPI聯盟已將高通、意法半導體、恩智浦、英特爾/Mobileye和Valens等芯片供應商列為會員。在標準確立的初期,大多數汽車芯片公司可能必須多方參與各種標準聯盟。

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原文標題:自動駕駛產生的超大數據量,哪種傳輸標準能搞定?

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