未來的汽車將具備更強的自主性，從而減輕人們的駕駛負擔。那么，設計工程師應該如何實現這一愿景？

博客作者：德州儀器汽車系統總監 Mark Ng。

關鍵要點

· 軟件定義汽車正在引領下一代汽車設計朝著可擴展平臺的方向轉變，使其可以通過軟件更新而非硬件更替來實現升級。

· 通過傳感器融合技術整合雷達、激光雷達和攝像頭數據，將是實現更高級別自動駕駛的關鍵。

· 隨著汽車需要處理更多高帶寬傳感器信息，汽車以太網將為可靠的實時數據傳輸提供關鍵支撐。

· 中央計算系統將發揮關鍵作用，通過結合多個傳感器的輸入來實現準確的目標分類和自主決策。

· 德州儀器(TI) 強大的產品陣容（包括雷達器件、FPD-Link? 串行器/解串器、汽車以太網和 Jacinto? 處理器），可助力工程師開發出面向下一代汽車的端到端架構。

去年夏天在意大利，我屏住呼吸，準備把車開上一條狹窄的鵝卵石小路。當時大雨傾盆，絲毫沒有停歇的跡象，我的視線一片模糊。但我最終還是踩下了油門，雙肩緊繃，雙手緊握方向盤。

這只是壓力駕駛的一個常見場景。無論是長途跋涉帶來的疲憊，還是在擁堵不堪的車流中的緩慢挪移，駕駛常讓許多人精神緊繃。盡管我們可能花費數周精心挑選一輛稱心如意的座駕——斟酌哪款座椅坐起來最舒服，哪套音響系統的音質最醇厚，但一旦身處真實路況：當我們需要時刻留意潛在的行車隱患、應對變幻莫測的天氣狀況或在陌生的路段摸索前行時，再愜意的駕駛體驗也會大打折扣。

但如果能安心托付車輛自主駕駛——既能緩解駕駛壓力，又能享受駕乘時光，豈非兩全其美？

我們正在穩步邁向這樣的未來：預計到2028 年，全球對自動駕駛車輛的資本投入將增長逾7 億美元。然而，要真正理解未來的汽車，我們首先要了解汽車架構正在經歷的深刻演變。

軟件定義汽車(SDV)如何轉變汽車架構

要探討未來車輛，必須從軟件定義汽車(SDV) 這一轉變說起。由于集成了雷達、激光雷達和攝像頭模塊，SDV 正成為實現未來出行圖景的關鍵：駕駛者無需每隔幾年就換新車，同樣能獲得最新的自動駕駛功能。

對于汽車設計師而言，SDV 意味著軟件開發需要于硬件解耦，這會從根本上改變他們構建汽車的方式。汽車制造商正在將軟件整合至更少的電子控制單元 (ECU) 中，這不僅能提升車輛平臺的可擴展性，也能簡化遠程在線升級的流程。這些ECU 能夠實時處理特定自動駕駛功能的控制，例如自動制動或自動轉向模塊。

集成傳感器融合如何提高車輛的自主性

隨著SDV 推動軟件架構向集中化演進，更先進的駕駛輔助系統技術得以整合，從而實現更高等級的車輛自主性。根據美國汽車工程師學會的駕駛自動化分級標準，當前道路上最為普遍的是1 級或 2 級自動駕駛系統。在這一階段，即使輔助功能已經啟用，駕駛操作仍需由人類駕駛員主導完成。那么未來將如何演進？

我想在未來的某一天，所有汽車都能具備成熟的3 級或 4 級自動駕駛能力，即車輛可在特定場景下，依托自動駕駛功能自主完成行駛。當前的技術發展，將推動駕駛者對未來汽車功能建立信任，如同信賴現在的巡航控制。我們將不再需要獨自承擔駕駛壓力，而是放心讓車輛系統承擔主要駕駛任務。這場變革的核心，正是半導體技術。

駕駛自動化級別（資料來源：SAE International）

要實現更高級別的自主性，車輛必須具備精準檢測、分類物體并實時響應的能力，這有賴于更先進的傳感技術。融合多傳感器數據以全面感知車輛周圍環境的技術，被稱為傳感器融合。例如，當雷達傳感器將目標識別為樹木時，激光雷達或攝像頭等其他技術可進行交叉驗證，然后提示駕駛者“前方 15 米處有樹木”，使駕駛者可以迅速采取行動。

為什么未來車輛需要基于以太網的高速數據作為支撐

我想把未來的汽車比作“車輪上的”的數據中心，它們需要流暢處理大量高速數據。

車載計算機等元件覆蓋全車的高速通信網絡，與雷達、音頻和數據傳輸等其他功能相互協作。盡管控制器局域網 (CAN) 和本地互聯網絡 (LIN) 等傳統車載網絡通信接口對于控制車門窗等基礎車輛應用仍不可或缺，但它們也必須與新興技術實現無縫集成。為滿足新一代汽車更高的數據處理需求，以太網將成為主力技術。如今，汽車以太網正逐漸扮演起“數字支柱”的角色，可高效滿足從音頻到標準雷達等應用的需求。

隨著汽車自主性的提高，設計人員需要更高帶寬的網絡來支持高分辨率視頻和流式雷達等應用。TI 憑借多樣化的產品組合，支持多樣功能的不同需求，讓我們從容面對未來汽車網絡的演進。借助FPD-Link? 等技術，車輛可以將未經壓縮的高帶寬雷達、攝像頭和激光雷達數據流式傳輸至中央處理系統，以確保實時響應各種事件。

設計工程師還需為中央計算系統配備高性能處理器，以整合激光雷達、攝像頭及雷達傳感器等多類技術采集的數據，完成高速實時分析，并輸出 4D 數據解析結果，從而實現更精準的目標分類。

憑借在雷達、以太網、FPD-Link 技術和中央計算等領域深厚的專業知識，TI 與工程師緊密協作，共同優化端到端解決方案。我們不僅開發單一功能器件，更著眼于如何全面優化我們的器件生態系統。例如，我們設計的雷達器件能夠與 Jacinto? 處理器順暢連接，以實現更快速、更準確的決策。

這些進步對于未來的駕駛體驗意味著什么？

如若未來在意大利再次遭遇今夏雨中的那種路況，我可能會選擇安心乘坐。我相信我的車將帶我安全抵達目的地，而我只需要在座椅上放松。

雖然未來的汽車可能暫時還未問世，但我們目前開發的技術正一步步讓未來汽車——甚至未來出行的下一場突破——成為現實。