智能網聯汽車

近年來，智能網聯汽車的發展速度不斷換擋，如今已成為汽車產業創新發展的重要方向，并直接影響到消費者購車的意愿。作為智能網聯汽車的重要技術路線之一，車聯網建設也受到了廣泛的關注。國家工信部相關政策中明確指出，到2030年，我國要全面形成能夠支撐實現單車智能和網聯賦能協同發展的智能網聯汽車標準體系。在政策、產業、市場全方位驅動下，我國車聯網已經從導入階段全面進入爆發階段。

根據國家發改委的預測數據，到2025年，全球聯網汽車數量將接近7,400萬臺，其中中國的聯網汽車數量將達到2,800萬輛。在車聯網方面，車內網與車間網、車云網是三大主要的組成部分。那么，隨著汽車智能化水平不斷提升，對車內網將相應地提出哪些新地要求和挑戰呢？

汽車智能化需要怎樣的車內網

作為車聯網的其中一個分支，參考圖1這張豐田汽車在技術博文中分享的圖片，能夠看到，車內網主要解決的是端系統的器件互聯——傳感器、MCU和域控制器之間的互聯互通，所遵循的網絡標準包括CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太網等。

圖1：車內網連接形態

（圖源：豐田汽車）

不過，隨著智能汽車的高速發展，車內網也在悄然地發生著變化。

傳統汽車的車內網主要依靠CAN、LIN等物理總線，其中CAN是傳統汽車廣泛運用的通信技術，傳輸帶寬可以達到1Mbps。

部分傳統中高端車采用成本高昂的FlexRay總線，這種技術的最大帶寬能夠達到20Mbps，能夠支持更多的網絡拓撲形式。

MOST總線和LVDS技術主要應用于汽車多媒體和攝像頭數據傳輸等。

這些傳統汽車所采用的總線技術或者通訊技術都有一個弊端，那就是需要大量的物理線纜。隨著汽車智能化功能模塊的增加，這些技術在部署、成本和重量等方面都遇到了瓶頸。

車載以太網則是解決這些問題的有效手段，也能夠更好地順應智能網聯汽車的發展。因此，智能網聯汽車給車內網帶來的第一個顯著的改變，就是汽車總線從傳統物理總線陸續過渡到無線局域網。

車載以太網是一種用以太網連接車內電子單元的新型局域網技術，和傳統的物理總線相比，車載以太網能夠通過單對非屏蔽雙絞線實現100Mbit/s甚至1Gbit/s的數據傳輸速率，因此能夠在線束重量和復雜度方面給智能汽車帶來很大的幫助。

目前，車載以太網已經逐漸走過子系統級別和架構級別，進入域級別，也就是第三發展階段，在底盤域、車身域、座艙域、智駕域等各個域控系統中作為骨干網絡。

除了改變車載總線，智能汽車也讓單車搭載的網絡技術更加豐富，其中車載4G和Wi-Fi已經成為很多汽車品牌的智能車標配。隨著5G基礎設備的完備，車載5G也在加速普及。在部署方式上，大部分車企都選擇通過無線網絡模塊內置SIM卡的方式實現車載5G連接，不僅能夠更好地支持OTA升級。支持車主手機和汽車互聯，同時數字廣播+5G也是車載信息娛樂系統重要的升級方向。

當然，車載以太網和車載5G等車內網配置的增加，也帶來了一個不小的挑戰，那就是安全問題。這一問題主要分為兩個方面：

1

車載網絡及行駛安全

首先是車載網絡如何幫助智能汽車實現行駛安全。NXP在《超越ISO和ASIL的車輛安全性：以太網網絡組件如何增強自動駕駛汽車的安全性》白皮書中提到，一旦計算機掌握了控制權，通信路徑的可用性對于發生故障后允許繼續運行的系統而言至關重要。因此，車輛安全性要求將功能安全性與可靠性相結合。在白皮書中，NXP指出，汽車網絡IC能夠在預防故障、預測故障、應對故障方面，通過確保車內通信服務的可用性來提高車輛服務可用性，進而提升安全性。

2

信息安全

其次是信息安全問題。在我國，車聯網安全已經寫入法律。國內第一部車聯網法規《無錫市車聯網發展促進條例》對車聯網安全問題進行了明確的規范，并通過建立集態勢感知、風險預警、應急處置和聯動指揮為一體的網絡安全支撐平臺，推進車聯網網絡安全監測。相信隨著智能網聯汽車的普及，會有更多的法律法規出現，來保障汽車信息安全。

毫無疑問，要構建安全可靠的網聯汽車方案，離不開高性能的電子元器件的支持，這也是貿澤電子帶給整個行業的賦能價值。接下來，我們就為大家推薦幾款貿澤電子在售的，可用于構建車內網方案的元器件方案。

保障“零缺陷”的功能安全程序

上述內容我們已經提到，隨著智能網聯汽車的高速發展，汽車對網聯安全的要求越來越高，尤其是涉及到汽車行駛安全方面，更是要以“路上零事故”來嚴格要求，畢竟行車安全無小事。那么，首先我們就為大家詳細介紹NXP SafeAssure功能安全程序，大家可以在貿澤電子官網通過查詢料號SJA1105ELY，在器件詳情頁里看到相關信息。

SafeAssure是一套綜合程序，屬于NXPSafeAssure計劃的一部分，該計劃希望通過人員、流程、合作伙伴和產品四大支柱讓用戶的方案設計達到安全完整性級別。SafeAssure方案簡化了系統級功能安全要求，支持功能安全、車輛安全性、設備可靠性三大關鍵領域，可加快產品上市，提高可擴展性。

圖2：SafeAssure計劃四大支柱

（圖源：NXP）

NXP SafeAssure計劃實施Vision Zero（路上零事故）政策，實現從設計到制造質量零缺陷，確保產品滿足安全應用的嚴格要求。用戶可以通過使用NXP功能安全產品和配套資料，簡化用戶方案的ISO 26262合規。如下圖3所示，這些NXP產品都符合ISO 26262標準，按照“BCAM7”流程開發，并通過TüV SüD認證。

圖3：SafeAssure產品組合

（圖源：NXP）

通過這些產品和資料，能夠幫助汽車產業鏈打造出安全關鍵型汽車應用。

全面支持車聯網創新的網絡處理器

車聯網市場規模發展趨勢

當前，車聯網創新可謂日新月異。根據普華永道發布的《車聯網產業發展洞察》報告，我國車聯網市場規模有望從2021年的2,126億元增長到2026年的8,000億元，五年增長近3倍。在此過程中，必將涌現出大量的車聯網創新應用，不斷提升汽車的智能化水平。

下面，我們為大家介紹的是一款來自NXP的S32G2汽車網絡處理器，貿澤電子官網該器件的料號為S32G274AABK0VUCT，該器件可以用于實現下一代汽車網關和架構。

圖4：S32G2汽車網絡處理器

（圖源：貿澤電子）

S32G2汽車網絡處理器設計用于充分發揮車輛數據的潛力，結合了ASIL D等級安全性、高性能實時和應用處理，以及網絡加速功能，可以用于支持新型汽車架構的需求，包括服務型網關、域控制器、區域處理器、安全處理器等。

在產品參數方面，S32G2汽車網絡處理器基于四核Arm Cortex-A53和三路雙核鎖步Cortex-M7打造，搭載以太網數據包轉發引擎（PFE）、低延遲通信引擎（LLCE）、硬件安全引擎（HSE）三大硬件加速器，用于網絡加速和功能安全。和以往的汽車網關設備系列相比，S32G2汽車網絡處理器的性能和網絡達到10倍以上。并且，這些網絡處理器的集成度非常高，支持4GB DDR3L/LPDDR4 DDR和NOR/NAND閃存，提供CAN/CAN FD、LIN、FlexRay接口，還有千兆以太網網絡接口（4個）、PCI Express Gen 3.0（2 x 2通道）等接口資源，豐富的資源可以為OEM帶來收入、降低成本，同時提供新的車輛體驗。

圖5：S32G2汽車網絡處理器系統框圖

（圖源：NXP）

除了豐富的硬件資源，NXP圍繞S32G2汽車網絡處理器還提供了豐富的軟件支持，包括Linux BSP、FreeRTOS、集成參考示例等參考軟件；S32實時驅動程序（RTD）、安全外設驅動程序（SPD）、跨平臺通信框架（IPCF）等標準軟件；以及S32信息安全和S32功能安全等高級軟件。

可實現小型方案的GSM大功率開關

隨著汽車智能化水平的提高，車載網絡也變得越來越豐富，但同時也帶來了一個問題，那就是更多的功能單元和集成，對汽車內部空間是一個挑戰。下面，我們為大家介紹的便是一款可用于實現小尺寸方案的SP4T RFFE GSM大功率開關，來自制造商Qorvo，貿澤電子官網該器件的料號為QPC8020QTR13。

圖6：QPC8020Q SP4T RFFE GSM大功率開關（圖源：貿澤電子）

QPC8020Q優化用于需要高線性度和大功率處理能力的GSM、CDMA、WCDMA和LTE應用，符合AEC-Q100 2級標準，兼容RFFE 2.0（52MHz寫入速度）。該器件插入損耗低，能夠在1.8V電壓下工作，工作頻率高達6GHz。

需要特別指出的是，QPC8020Q采用緊湊型1.1mm x 1.1mm、9引腳模塊封裝，并且在典型應用中不需要隔直電容器，可用于實現較小的解決方案尺寸。

智能汽車，安全第一

當前，各種產業扶持政策頻出，對智能網聯汽車發展來說是持續利好。在此過程中，各種元器件的智能化都需要引入信息傳輸能力，給網聯汽車帶來多維度的安全挑戰，包括以元器件入手的近程攻擊，以4G/5G、Wi-Fi、移動App等為入口的中程攻擊，還有以OTA為入口的遠程攻擊。

因此，智能網聯汽車需要更高規格的網絡安全防護體系。貿澤電子銷售的電子元器件原廠授權、安全可靠，幫助智能網聯汽車抵御安全風險。

相關技術資源

NXP SafeAssure功能安全程序，了解詳情>>

NXP S32G2汽車網絡處理器，了解詳情>>

Qorvo SP4T RFFE GSM大功率開關，了解詳情>>

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