2013年11月，我參加了EE Catalog組織的一個主題為“汽車以太網：沒有簡單的答案”的圓桌會議。雖然自那時以來，世界又經歷了千變萬化，會議當時提出的許多觀點到了今天依舊沒有過時。找到更簡單的答案本身并不是通過以太網實現的，而是源于要為既定任務選擇最佳的技術。Wi-Fi?和LTE蜂窩通信如今日益普及，為人們提供了和世界保持動態聯系的最佳渠道。以太網和MOST?技術的運行速度高達每秒數百Mb，均適用于傳輸海量信息。

另一種廣泛應用的汽車總線CAN的運行速度則低得多，一般低于1 Mbps。而不久前剛剛問世的最新一代CAN FD技術的速度大約在每秒10 Mb左右。當車輛處于停車狀態或在不同的域之間進行通信時，以太網是連接IT基礎設施的最佳解決方案。MOST技術則更適用于連續傳輸數據流，例如音頻或視頻連接。本文接下來將分別對以太網和MOST技術的用例進行分析，評估何種汽車設計最適合采用哪一種技術。

在汽車網絡技術方面，基于分組的IP通信方式仍將是各個不同域之間互聯的首選方式。而部分用于這一類型通信的更高級別的協議也開始出現在各種汽車應用中。原來的專有解決方案正等待IEEE的審核，以期成為標準。單股雙絞線100 Mbps網絡標準本質上是對博通公司（Broadcom）BroadR-Reach技術的一種重新包裝，其他半導體公司有了這一技術授權就可以開發自己的IC產品。這一標準現在被稱作100BASE-T1，類似于家居和辦公場所常見的更典型的以太網應用所采納的100BASE-TX標準。其中，T1指的是單股雙絞線電纜。而1 Gbps技術現在被稱為1000BASE-T1。諸如車身和發動機控制此類典型獨立系統之間的相互作用，將受益于標準化的通信網絡。MOST技術還包含一個專用的以太網分組信道。

高速的汽車網絡技術無疑正融入最適合于特定應用的各個系統。越來越多品牌的OBD-II連接器開始采納標準的以太網物理層（100BASE-TX）。它使得車輛可以快速連接至汽車服務機構的IT基礎設施。無論是通過無線基礎設施還是通過有線以太網連接，專門針對不穩定通信鏈路的機制都會大大受益于汽車與外界通信的方式。許多汽車制造企業都考慮采用100BASE-T1作為車輛基礎技術標準來將各個域連接在一起，以便信息從一個域傳輸到另一個域。舉個例子，要將發動機信息發送給工廠或者交通控制中心時，就可能有必要將這一信息傳輸到另一個域，比如電信域。

如今，已經有一款車型部署了基于以太網的攝像機網絡，另有幾款車型配備了采用以太網的OBD-II診斷連接器，診斷接口將會日益普及并應用到越來越多的車輛上。而其他的汽車應用也在推進過程中。AVB（現被稱為時間敏感網絡簡稱TSN標準，實為AVB V2版）是用于專業音頻應用的一種標準，也可以用于諸如音頻和視頻流等非常注重時序的車載應用。然而，由于汽車是一個封閉的環境，僅使用IEEE1588精確時間協議（PTP）來分發時鐘應該就足夠了，無需使用被統稱為TSN的所有額外標準機制。事實上，不同的汽車制造商也對到底需要應用AVB到什么程度（如果需要的話）持有不同意見。

另一種所謂MOST（面向媒體的系統傳輸——參見）的系統在市場上的應用也日趨廣泛。目前已有200多款車型裝備了超過2 億個MOST器件。該技術最適用于在車輛內部連續傳輸信息流。它不像以太網一樣指望主處理器檢查每一個數據包并分配其有效負荷，而是會自動將信息發送到合適的接口，因此就減輕了各個處理器的處理負荷。尤其當已知這樣的優先級時，所有數據從一個確定的數據源傳輸到一個或多個確定的接收端，MOST技術的作用更為高效。此外，它還擁有內置的功能，可以遠程控制簡單的節點，從而消除了對簡單終端設備進行編程和額外處理能力的需求。

以太網和MOST技術是汽車行業目前采用的速度最快的兩種網絡技術。雖然它們常常被描述為互斥的關系，但事實證明，這兩種技術實際上可以共存和同時部署以便各自執行最適合自身的任務。

圖1展示了以太網物理層收發數據的過程。該標準對媒體訪問控制器（MAC）做了定義，MAC負責接收數據流、對其進行序列化并傳送到物理層互聯設備上，無論是100BASE-TX、100BASE-T1或其他任意一種物理層。對于該標準而言，它是何種數據并不重要。數據的含義由運行高層協議的處理器來決定。這大大簡化了硬件的實現，但同時也增加了解決如何處理相關細節以便成功傳輸信息至更高軟件層這一問題的難度。確定性和延遲性視系統負荷情況可能會受到損害。因此，主處理器必須接收每個以太網幀和對數據幀進行解封，并負責分配有效負荷給合適的設備來處理。對于突發的小流量而言這種負荷不值一提，典型的比如說系統間的通信信息流動這種情況。這些機制都很好理解，不需要學習特殊的技能。而且，這些機制在數據處理系統中十分普遍。

圖 1：以太網物理層的數據流

如圖1所示，這個簡單的媒體獨立接口（MII）是以太網系統訪問以太網收發器的標準方式。雖然仍有部分MII類型并未完全獲得各處理器的支持，但是它們大多已經實現了標準化。網絡控制由主CPU中運行的軟件協議棧來執行，而定制軟件協議棧則負責信息傳輸。

在需要連續傳輸數據流時，情況就變得更為復雜，因為這時主處理器必須對輸入數據包作出持續響應。在傳輸速率達到8 kHz時，就會發生這種情況。需要解壓每一個數據包，將數據組裝至以條連續數據流，然后發送至諸如音頻放大器中的模數（A/D）轉換器等設備；或者，將多條數據流混合在一起發送給DSP。在源端，音頻數據需要在傳輸之前進行打包。收發器的成本很低，但是卻需要主處理器具備額外的處理能力，最后往往導致需要性能更高、因而也更昂貴的器件。針對這些類型的應用，MOST技術提供了更簡化的接口。MOST技術采用智能網絡接口控制器（INIC）來代替簡單的串行收發器。這些器件備有典型的內置媒體接口，因而可以在僅僅需要，比如，傳輸音頻流到A/D或D/A轉換器的I2S端口時，作為協處理器來消除高級車載處理器的負荷。圖2很好地詮釋了這一概念。

圖 2：MOST?網絡的數據流

使用MOST技術可以將多功能接口和所有數據信道連接起來。在MOST網絡中，分組通信及附帶的定制軟件協議棧可以只限定在滿足適當的系統通信需求。數據不僅可以在處理器和網絡之間實現自動傳輸，還可以自動傳輸到特定的接口，而處理器則無需干預每一個數據包。單個物理層被用作聚合多個不同類型的信道。而這一物理層可以由塑料光纖（POF）、非屏蔽或屏蔽雙絞線（UTP或STP）、同軸電纜和其他材料制成。

在MOST網絡框架內會保留帶寬給各個信道或需要傳輸的數據流。通過控制信道對源端設備和宿端設備進行設置，設置一旦完成數據就可以自動輸入到一個特定的位置或從中移除。既不存在需要應付開銷的問題，也可將媒體流輕松傳輸到任意一個將處理該內容的設備。而主處理器沒有任何負荷。事實上，某些應用根本無需使用處理器。例如，后座耳機放大器就只由一個INIC和一個帶有功率級的D/A轉換器構成。所有控制均可以遠程進行。而針對那些同時需要數據包和數據流的應用，MOST150標準網絡提供了一個專用的MOST以太網分組（MEP）信道，大大簡化了在系統中集成以太網和MOST兩種技術的難度。

其實，最簡單的答案就是不要嘗試強行將同一個系統用于所有用途。相反，我們要選擇最適合現有工作的工具，創建出性價比最佳的系統解決方案。在計算整體系統成本時，應將是否會影響所需處理能力作為考量。