汽車仍有很多方面需要得到提升——不只是指速度，更是指其內(nèi)部配件。速度一直是汽車行業(yè)所著眼的一個重要部分。但是在處理信息方面，汽車的發(fā)展速度是出了名的慢。隨著自動駕駛汽車時代的來臨，這個問題變得愈發(fā)緊迫。各個行業(yè)利益集團都爭先恐后地想第一個找到該問題的解決方案。

傳統(tǒng)的汽車數(shù)據(jù)處理

汽車一直依賴于一種相對簡單的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，稱為CAN或者Controller Area Network（控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）總線。CAN總線協(xié)調(diào)所有的微處理器以及電子控制單位（E.C.U.s）， 并傳輸一些像是傳輸狀態(tài)和液位等的細節(jié)信息。隨著越來越多的像是車窗和座椅調(diào)節(jié)裝置這樣的電子控件被加入到車身中，CAN總線在這幾年不斷進行改進，增加了本地互連網(wǎng)絡(luò)（LINs）來處理不斷膨脹的通信負載。

然而這款33年以前由Bosch首創(chuàng)的CAN總線，似乎也是時候退出這個大舞臺了。

目前全新的先進的駕駛輔助系統(tǒng)例如自動緊急剎車、電子穩(wěn)定控制和保持在車道內(nèi)行駛輔助都需要即時通訊。因此，汽車制造商們一直在補足他們的網(wǎng)絡(luò)工具，例如，它們將100兆比特每秒（Mbps）的以太網(wǎng)電纜添加到了車內(nèi)的大鼠布線中。

“但是每添加一個新的功能，都得加上一個新的電子控制單元以及一層新的線路，” 英特爾自動駕駛解決方案的首席系統(tǒng)架構(gòu)師Jack Weast說道。那種方法效率很低、成本昂貴而且笨重——最重要的是反應(yīng)很慢?！八詮倪B接性的角度來看，我們有需要將汽車從里到外重新設(shè)計一遍，”Weast說。

即將到來的自動駕駛系統(tǒng)浪潮，使得汽車的高速網(wǎng)絡(luò)開發(fā)極具緊迫性。

自動駕駛帶來的數(shù)據(jù)海嘯

激光雷達公司Luminar的首席執(zhí)行官Austin Russell所進行的一項穿越擁擠的曼哈頓街道的試駕，向我們演示了自動駕駛汽車運行所獲得的數(shù)據(jù)是有多么地多。在上西區(qū)（Upper West Side），一輛配備了Luminiar激光雷達系統(tǒng)（利用紅外線探測周圍的物體）的汽車可以做到每秒十次對數(shù)千個數(shù)據(jù)點進行高分辨率掃描，描繪出一副完整的包括騎自行車的人、行人、街頭小販以及狗的長達800英尺的3-D掃描圖。

“你必須擁有不可思議的超級傳感器去彌補電腦無法與人腦匹敵的事實——并且在未來很長一段時間電腦都會不如人腦，”隨著汽車的傳感器掃過Central Park West的擁擠街區(qū)的時候，Russell隨之說道。

這也就意味著汽車需要更多的傳感器——或者說更多的數(shù)據(jù)。自動駕駛汽車的實驗設(shè)計包括了16個攝像機、12個雷達傳感器、6個超聲波傳感器和4到5個激光雷達傳感器。而且為了讓自動駕駛汽車不受暴風(fēng)雪和傾盆大雨等緊急情況的影響，可能會需要安裝更多的傳感器和掃描儀。

“我們已看見過數(shù)據(jù)寬帶的爆炸式增長了，” Aptiv的副總裁Lee Bauer說道。Bauer引用了自動駕駛汽車工程師們常說的一句話：自動駕駛汽車每小時將產(chǎn)生4tb的數(shù)據(jù)。其中包括了關(guān)于道路狀況、天氣、周圍物體、交通和街道標(biāo)志的實時信息數(shù)據(jù)——所有這些信息都必須在車內(nèi)各部件之間共享，并用于在瞬間做出駕駛決定。

自動駕駛汽車制造商們都意識到了即將到來的數(shù)據(jù)海嘯。

芯片供應(yīng)商Xilinx的高級主管Willard Tu說：“他們認為自動駕駛汽車需要每秒300萬億次的運算能力?！?每秒運算萬億次，這意味著每一輛車都是一臺滾動的超級計算機?！耙虼耍B接所有這些部件的管道的類型和直徑，”Tu說道，“都必須非常靈活。” 據(jù)估計，管道的大小應(yīng)該在每秒25到40千兆字節(jié)之間。

實際呢？“至今沒有人能解決如何將所有數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)到中央處理器的問題?！盩u說道。

自動駕駛數(shù)據(jù)處理的困境

雖然工程師們和制造商們都同意如今的汽車需要被完全改造，但是大多數(shù)人來說，問題在于用什么去改造呢？

通過使用短距離無線系統(tǒng)完全消除電纜將是最簡單的方式。然而，無線系統(tǒng)容易受到射頻干擾，從而影響到其有效性并且會使用戶陷入危險。另外無線系統(tǒng)更容易受到安全威脅，英特爾的Weast說道。

光纖可以提供最高的傳輸速度并且線纜很輕。但是光纖很貴而且比較脆弱；半導(dǎo)體公司Aquantia的發(fā)言人Amir Bar-Niv說，連接器的濕度，振動和灰塵都會導(dǎo)致信號丟失。一些奢侈品牌汽車嘗試過光纖，結(jié)果好壞參半。 “所以汽車制造商已經(jīng)表示他們不會在車上裝光纖了，”他說。

到目前為止，最受歡迎的汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)線路布線依舊要數(shù)銅線。盡管銅線在長距離傳輸高速數(shù)據(jù)方面依舊是一項挑戰(zhàn)，但大多數(shù)汽車?yán)锏乃栝L度都相對較短，而且汽車制造商們對于銅線的使用已經(jīng)有了數(shù)十年的經(jīng)驗了。

也許比物理布線更重要的是汽車應(yīng)該使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型，以更好的加速信息流。最常見的局域網(wǎng)協(xié)議是以太網(wǎng)，這種格式幾十年來一直是商業(yè)和家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。但目前大多數(shù)以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)最高速度通常為每秒1千兆比特（Gbps），不足以處理自動駕駛汽車產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。

為了加快傳輸速度并鼓勵使用以太網(wǎng)，一些公司最近成立了自動駕駛汽車網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（Networking for Autonomous Vehicles Alliance，NVA）。NAV聯(lián)盟包括博世（Bosch）和大陸航空（Continental）等領(lǐng)先的零部件和系統(tǒng)供應(yīng)商，以及芯片制造商英偉達（Nvidia）和Aquantia，以及全球最大的汽車制造商大眾（Volkswagen）。他們的目標(biāo)是讓業(yè)界圍繞一個速度更快的多功能汽車以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合起來。最初的提議速度為2.5Gbps，但最終確定為10 Gbps。

不過，還有著其它的競爭者在重構(gòu)自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)，例如HDBaseT。HDBaseT最初是為處理高分辨率視頻和音頻而開發(fā)的，它還可以通過非屏蔽銅纜傳輸功率以及基于以太網(wǎng)的的通信（最高6Gps）。HDBaseT由Valens開發(fā)，它獲得了包括LG電子，索尼和三星電子在內(nèi)的主要消費電子公司的支持。HDBaseT的支持者還認為，升級后的版本速度將很快達到20 Gbps和40 Gbps。

無論誰贏得了將高速網(wǎng)絡(luò)引入汽車的這場競賽，都能贏得一筆巨大的財富。同時這還將為支持新標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)百萬新連接芯片、網(wǎng)關(guān)和控制器創(chuàng)造一個全新的市場。這正是Aquantia、Valens和Xilinx等公司所希望的。

靈活性可能會是最終的決定性因素。Autonomou Stuff的首席執(zhí)行官Bobby Hambrick表示，舊的CAN和LIN網(wǎng)絡(luò)不會馬上就被舍棄。

Hambrick說道：“CAN總線將用于一些非常基本的東西，LIN則用于控制喇叭或者窗戶，因為用于這兩樣網(wǎng)絡(luò)的芯片非常便宜?！盚ambrick的公司成立了自動駕駛汽車研發(fā)平臺，其中包括從中國的公司百度引進的阿波羅平臺。他說，任何新的高速以太網(wǎng)或HDBaseT網(wǎng)絡(luò)都必須向后兼容這些舊系統(tǒng)。

此外，自動駕駛汽車和卡車所需的組件和傳感器，以及搜集到的信息該如何去管理和釋義等的問題，還遠遠未解決。大多數(shù)的公司都沒有承諾為未來的自動駕駛汽車提供特定類型的攝像頭或激光雷達傳感器，所以任何新的網(wǎng)絡(luò)都必須兼容各種組件。

Bar-Niv先生說：“我拜訪了兩家汽車制造商，對于他們想要什么樣的系統(tǒng)，我有三種不同的看法。但是我可以說他們都想要一個高速的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?！?/p>