風向球5：數據傳輸爆增，時序敏感
車用以太網絡，解決自駕車的數據困境
恩智浦 (NXP) 將分布式車載網絡中的車用以太網絡 (Automotive Ethernet)，視為車用數據管理的最佳解決方案。車用以太網絡具備廣泛的聯機功能，能提供高級控制功能和全動態影像所需的低延遲性及服務質量。此外，車用以太網絡能減輕設備重量、節省功率、提高效率、輕松更新，進而讓自動駕駛較以往更經濟實惠。
汽車以太網絡可讓多個車用系統同時利用單一非屏蔽雙絞線 (UTP) 纜線存取高帶寬網絡，成為汽車通信骨干，能支持大量數據處理作業以及不同的通信類型。每一個端口使用時間感知整形器等流量工程功能，可接收指定的帶寬，整個網絡骨干也能進行 IP 聯機功能。產業界期通過開放技術聯盟 (OPEN Alliance SIG) 推動＂非專有＂的產業標準，以便將多種封閉型應用程序移轉到擴充型的開放式以太網絡系統。現行汽車以太網絡的最新規范是 100BASE-T1，是第一個能通過單一 UTP 纜線進行 100 Mbps 以太網絡傳輸的汽車基帶媒體。
此規范遵循 IEEE 802.3bw 標準，并采用物理層 (PHY) 規格，能以點對點全雙工模式進行 100 Mbps 傳輸作業。恩智浦新款 TJA1102 Ethernet PHY 提供創新的睡眠／喚醒轉發功能性，讓以太網絡信道可提供數據傳輸及電子控制單元 (ECU) 喚醒功能，不必額外電纜線連接。此雙埠 PHY 是業界第一個專為 100BASE-T1 規范設計的物理層，符合 OPEN SiG 的睡眠及喚醒標準 (亦稱為 OPEN TC10)。TJA1102 雙埠 PHY 結合最新的 SJA1105x 千兆位以太網絡交換器，可構成一個高度優化的以太網絡子系統。
SJA1105x 是業界首款符合 ASIL-A 規范的以太網絡交換器，并通過恩智浦內部 SafeAssure 功能性安全計劃的認證；它具有廣泛的時序敏感網絡 (TSN) 功能性，有利于管理未來車載網絡中日益復雜的數據流。未來以太網絡骨干的發展趨勢，可能是配備中央計算節點，搭配帶狀分布的網關并搭載交換器；意謂網絡架構將經過優化處理，以減少配線、提高處理效能，是兼具安全性功能的標準化可擴充架構。要實現此發展目標，其中一大挑戰便是處理日漸提高的數據傳輸率；一般而言，拓樸需從 1 Gbps 提升到 10 Gbps，才能繼續通過骨干執行數據匯總。
這不僅會對網絡組件造成龐大負擔，對軟件架構也是一大負荷。目前在標準的 Linux 操作系統，收發器和接收器核心都已處于 100% 負載狀態。欲將數據傳輸率擴充至 10 Gb 所需規模，標準化 OS API 無法高效率執行高分封速率作業；為因應執行 10 Gb 傳輸所需的硬件加速，須采用數據路徑中心軟件架構和實作。今日，以太網絡仍處于早期部署階段，但生態系統正快速成熟，汽車制造商已逐漸將這些優化子系統導入至入門款量產汽車中；然而，若未持續進行標準化和業界合作，未來面對自動駕駛汽車的超高效能計算，依舊可能出現重大挑戰。
