新型光学网络让汽车更快、更安全

这款DIY测试设备是修复古董电器的必备工具。

长期以来，加速性能一直是汽车的一大卖点。但如今，车辆数据的传输速度才是真正的竞争优势。位于西班牙马德里的无晶圆厂半导体公司KD与美国加州费利蒙的嵌入式相机制造商Leopard Imaging联合推出了一款汽车视觉系统，该系统采用光纤以太网主干网，首次突破了10千兆比特/秒的传输速度壁垒。

这一成就标志着传统车载网络的重大转变，此前的控制器局域网（CAN）协议传输速率仅为1兆比特/秒，本地互联网络（LIN）协议传输速率约为20千比特/秒。这一最新进展意味着汽车不仅正在实现自动驾驶系统、集中式计算和信息娱乐系统的整合，还能一次性融合所有系统并实现低延迟。

它对安全性也有益。“更低的延迟和更高的带宽意味着车辆传感器的响应更快、更可靠，车内人员更安全。”KD业务发展经理帕布罗·布拉斯克斯（Pablo Blázquez）说。

随着汽车制造商加速推进先进驾驶辅助系统（ADAS）和全自动驾驶技术，车载数据量正呈爆炸式增长。摄像头、传感器和显示设备均会产生海量数据流，连接这些设备的线缆必须同步发展。与铜缆相比，光纤不仅能消除电磁干扰，还可减轻线束重量，进而提升燃油经济性和电动汽车续航里程。

布拉斯克斯表示，KD的这项技术最初在数据中心得到了验证，如今可满足汽车行业更严苛的耐用性标准。与配有空调且几乎无干扰的数据中心环境不同，车辆（及其安装的任何光学收发器）必须经受酷热严寒、持续振动、物理磨损等不利因素的考验。IEEE 802.3cz等标准要求汽车光学收发器的使用寿命至少达到15年，而数据中心设备通常每隔几年就会在定期维护时更换。

“我认为未来的汽车将成为移动的数据中心，配备高性能计算机、多个传感器、6G无线电系统，以及连接所有设备的光学主干网络。”东京庆应义塾大学电气与计算机工程教授津田博之（Hiroyuki Tsuda）表示。他的研究方向包括车载光纤网络和长途光纤网络光子集成电路。

用“移动的数据中心”来比喻KD的技术非常形象。收发器利用成熟的数据中心技术，例如可传输980纳米波长光脉冲的垂直腔面发射激光器（VCSEL）技术，满足了高效率、低噪声和低功耗的要求。其设计还具有前瞻性，将传输速率从2.5升级至25，甚至是100千兆比特/秒时，制造商只需更换收发器和外围设备，原有光纤和连接器则可以继续使用。

不同的垂直腔面发射激光器可采用多种不同波长，各有利弊。布拉斯克斯指出，KD选择了980纳米垂直腔面发射激光器，因为该波长的光数据通信和传感技术比650纳米垂直腔面发射激光器更易获得，尽管后者的信号衰减更低。此外，与另一种广泛使用的850纳米激光器相比，980纳米激光器在高温和低温环境下对功耗散失、机械应力和性能下降的敏感度要低得多。

布拉斯克斯透露，汽车制造商对他们的光纤主干网解决方案兴趣浓厚，尤其是在亚洲和欧洲市场，目前已完成预认证并启动试点项目。他表示，KD的光学数据收发器有望在未来两到三个车型年度内应用于高端车型，随后可能得到更广泛的应用。

布拉斯克斯指出，KD选择与Leo-pard Imaging合作开发系统摄像头，是看中了该公司在紧凑型高性能车载摄像头领域的声誉。“我们想要证明，我们的光学收发器在配合使用微型光学传感器时，能完全满足IEEE 802.3cz等标准的要求。”LI-VENUS-ISX031摄像头非常小巧，单边尺寸约20毫米，可嵌入侧后视镜等必须尽量降低空气阻力的关键部位。

在自动驾驶技术的持续推进中，这项看似无形的升级将带来显著收益，实现更简洁的设计、更快的数据传输速度，并保证车内人员生命安全。

文章来源于 悦智网 ，作者 Willie D. Jones

邀请报名EDA技术大会 11月28日 上海 免费