汽车行业已经知道车载网络主干从CAN转向以太网的日子已经临近。如今，车厂比任何时候都更明白他们必须跨过这个鸿沟。而Marvell正在抓住这个历史性机遇。

现在车厂必须在一个充满技术和商业模式变化的环境中挣扎求生。

(资料图片)

他们一直在努力应对大量涌入的车辆传感器、控制器和各种接口。他们还面临着为现在和未来的车型进行新的中央计算平台的选择。

最迫切的需求是一个更大、更快、更可靠的车载网络，如车载以太网和以太网交换机。没了它，车辆的中央计算机就无法协调不同ECU之间的数据流量。

Marvell Technology最近发布了一款名为“Brightlane”的汽车以太网交换机系列。Brightlane可提供90 Gbps的带宽，据公司声称，这是商用解决方案的两倍。

Marvell已成为新汽车时代的关键角色，在这个时代，架构需要更少的点对点连接。现在，优先考虑的是可扩展网络，在这种网络中，数据和计算资源可以更自由地移动。

为了打入汽车市场，Marvell利用了其在数据中心的经验，2019年还收购了开创Multi-Gig技术的Aquantia。

在车载以太网领域还有许多其他供应商，包括NXP、TI、Microchip、Infineon和Broadcom。但只有Marvell在以太网方面有着非常强大的背景，这一点是许多竞争者无法匹敌的。

根据Marvell汽车部门营销副总裁Amir Bar-Niv的说法，目前数据中心和企业市场的以太网端口数量肯定超过了车载以太网。但是，它们的增长率存在明显差异。数据中心和企业的以太网端口以个位数（大约8%）的速度增长，但车载以太网的年复合增长率是39%。

为何选择以太网？

车厂选择汽车以太网的原因有很多，其中最主要的是车辆架构的变化。

车厂都在向中央架构演进，所以会希望在车内运行一个大的网络，而这需要被简化。

过去不断添加ECU的做法，会不断增加线束和连带的重量。顺便说一下，这个部分还是手工安装上去的。而软件定义汽车是将那些在许多小ECU中使用的处理和内存全部集中到一个大块中间的软件中。

另一个因素是车厂希望由此可以开辟新的收入来源。他们希望更新特性，添加新功能，修补安全漏洞，所有这些都需要通过OTA。

然而，整个过程并不像在手机上下载应用那么简单。手机大概可以认为只有一个AP，而车辆要更新软件时，必须通知到位于各个部位的zonal控制器。

面向服务的车辆架构

从本质上讲，拥抱软件定义汽车意味着采用“面向服务的车辆架构”。

Marvell的Bar-Niv称之为“数据-软件中心架构”，并指出汽车行业已经从设备中心的架构转向了应用中心的架构。

下一个大事件是能够高效、灵活处理数据和软件的车载网络架构。这个概念与面向服务的架构没太多差别。

在面向服务的架构下，你基本上是在为车辆中的不同硬件（即ECU）提供所需的处理能力，就像在软件中为车辆的不同角落提供服务。

例如，当ECU需要一些额外的处理能力时，中央计算机需要及时响应。而没有以太网和以太网交换机，这样的场景是无法实现的。

以太网交换机

以太网交换机对于车内的大网络至关重要。当数据通过交换机在网络中传输时，不需要进行“向下转换”。

以太网收发器，例如，将以太网协议转换成电信号，然后再将其转换成其他协议，比如CAN协议或LIN协议。这是一种向下转换。

另一方面，利用交换功能，目标是在不转换速度或协议的情况下重新路由数据。它保持在以太网协议中以以太网速度运行。它只是被切换并指向车辆的不同部分。这是非常快的。

正是出于这个原因，在未来，交换机市场将变得更重要。交换机可能建立‘新型网络’，大致位于车辆的中心，与网络的外围进行通信。

Tesla的示范作用

其实Tesla从2017年起就开始在Model 3上实践了。

当然，Tesla没有传统历史包袱，可以直接采用车载以太网。

相比之下，传统车厂们在车载网络技术上已经投入了大量成本，很难舍弃旧网络，然后立刻启用车载以太网。

众多的车载网络技术中包括CAN、用于高性能主干的CAN-FD、LIN、FlexRay和MOST。

考虑到越来越多的高分辨率摄像头要求更多的带宽，行业已经有一系列的点对点连接接口。它们包括GSML（Gigabit Multimedia Serial Link）、FPDL（Flat Panel Display Link，来自TI）、LVDS、MIPI CSI-2、以太网AVB（Audio Video Bridging）等。

对此，TechInsights的预测如下：

在可预见的未来，CAN和Lin很可能会一直存在。

SerDes解决方案至少会保留到2030年，从像GMSL/FPD-Link这样的专有解决方案迁移到基于标准的解决方案，如MIPI A-PHY和ASA（Automotive SerDes Alliance）。

FlexRay会消失，尽管它可能会在2030年以后还存在，因为它要么转向更快的CAN变体（例如CAN-FD），要么转向以太网。

同样，MOST随着时间的推移也会消失，可能比FlexRay消失得更快。

TechInsights补充道，“以太网是大赢家，将成为连接大型计算模块和更高功率ECU的首选技术。PCI-Express将被用于SoC-to-SoC的连接。”

看样子，不同类型的点对点连接可能会并存。但可以肯定的是以太网将成为车辆的主干。它可以让车辆的不同domain和不同zone之间进行高速通信。

Marvell的汽车布局

除了Brightlane提供的无与伦比的带宽外，Marvell声称其新的交换机系列还包括一组在其他任何车载交换机产品中都没有的先进安全功能。

新的交换机系列在每个端口上都采用了符合IEEE 802.1AE-2018的MACsec（Media Access Control）链路安全性，最高可达10G，用于加密车载组件之间传输的数据。

该公司表示，“Marvell专利中的TCAM（Ternary Content Addressable Memory）实现了DPI（deep packet inspection），可以进行线速包分类，以确保包的有效性，并具有过滤和分类超过4000个IPv4/IPv6流的能力，以提高入侵检测的敏感度。”

该公司正在稳步寻求成为更大的车载领域的玩家，那么Marvell在车载以太网之外的前景如何呢？

这取决于OEM采用中央/zonal架构的程度。随着以太网主干的市场趋势加速，zone需要收发器和交换机，Marvell可能会扮演更大的角色。

同时，在车载网络之外的领域，对Marvell来说是一个更大的挑战。它的定制AI ASIC设计能力可能会有优势，但这是一个拥挤的领域。

此外，在Marvell的2024财年一季度的结果中显示，强劲的企业业务的增长由对定制ASICs的需求增加所驱动。所以目前该品类非车载领域得到了更大的关注。Marvell的SSD控制器专业知识也具有进入车载的潜力。

随着下一代车辆架构的改变，围绕它的网络技术也在发生变化。Marvell凭借其车载以太网交换机取得了巨大的领先优势。但对于汽车OEM来说，车载网络并不那么简单。他们需要一个平衡。他们也需要像NXP这类传统车载业务公司的帮助，以便他们他们在传统网络和以太网之间找到最经济的方式。

关键词：