Marvell憑借以太網(wǎng)交換機(jī)找到了汽車行業(yè)的強(qiáng)勢(shì)入場(chǎng)券

汽車行業(yè)已經(jīng)知道車載網(wǎng)絡(luò)主干從CAN轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)的日子已經(jīng)臨近。如今，車廠比任何時(shí)候都更明白他們必須跨過(guò)這個(gè)鴻溝。而Marvell正在抓住這個(gè)歷史性機(jī)遇。

現(xiàn)在車廠必須在一個(gè)充滿技術(shù)和商業(yè)模式變化的環(huán)境中掙扎求生。

他們一直在努力應(yīng)對(duì)大量涌入的車輛傳感器、控制器和各種接口。他們還面臨著為現(xiàn)在和未來(lái)的車型進(jìn)行新的中央計(jì)算平臺(tái)的選擇。

最迫切的需求是一個(gè)更大、更快、更可靠的車載網(wǎng)絡(luò)，如車載以太網(wǎng)和以太網(wǎng)交換機(jī)。沒(méi)了它，車輛的中央計(jì)算機(jī)就無(wú)法協(xié)調(diào)不同ECU之間的數(shù)據(jù)流量。

Marvell Technology最近發(fā)布了一款名為“Brightlane”的汽車以太網(wǎng)交換機(jī)系列。Brightlane可提供90 Gbps的帶寬，據(jù)公司聲稱，這是商用解決方案的兩倍。

Marvell已成為新汽車時(shí)代的關(guān)鍵角色，在這個(gè)時(shí)代，架構(gòu)需要更少的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接?，F(xiàn)在，優(yōu)先考慮的是可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，在這種網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)和計(jì)算資源可以更自由地移動(dòng)。

為了打入汽車市場(chǎng)，Marvell利用了其在數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗(yàn)，2019年還收購(gòu)了開(kāi)創(chuàng)Multi-Gig技術(shù)的Aquantia。

在車載以太網(wǎng)領(lǐng)域還有許多其他供應(yīng)商，包括NXP、TI、Microchip、Infineon和Broadcom。但只有Marvell在以太網(wǎng)方面有著非常強(qiáng)大的背景，這一點(diǎn)是許多競(jìng)爭(zhēng)者無(wú)法匹敵的。

根據(jù)Marvell汽車部門(mén)營(yíng)銷副總裁Amir Bar-Niv的說(shuō)法，目前數(shù)據(jù)中心和企業(yè)市場(chǎng)的以太網(wǎng)端口數(shù)量肯定超過(guò)了車載以太網(wǎng)。但是，它們的增長(zhǎng)率存在明顯差異。數(shù)據(jù)中心和企業(yè)的以太網(wǎng)端口以個(gè)位數(shù)（大約8%）的速度增長(zhǎng)，但車載以太網(wǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率是39%。

為何選擇以太網(wǎng)？

車廠選擇汽車以太網(wǎng)的原因有很多，其中最主要的是車輛架構(gòu)的變化。

車廠都在向中央架構(gòu)演進(jìn)，所以會(huì)希望在車內(nèi)運(yùn)行一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，而這需要被簡(jiǎn)化。

過(guò)去不斷添加ECU的做法，會(huì)不斷增加線束和連帶的重量。順便說(shuō)一下，這個(gè)部分還是手工安裝上去的。而軟件定義汽車是將那些在許多小ECU中使用的處理和內(nèi)存全部集中到一個(gè)大塊中間的軟件中。

另一個(gè)因素是車廠希望由此可以開(kāi)辟新的收入來(lái)源。他們希望更新特性，添加新功能，修補(bǔ)安全漏洞，所有這些都需要通過(guò)OTA。

然而，整個(gè)過(guò)程并不像在手機(jī)上下載應(yīng)用那么簡(jiǎn)單。手機(jī)大概可以認(rèn)為只有一個(gè)AP，而車輛要更新軟件時(shí)，必須通知到位于各個(gè)部位的zonal控制器。

面向服務(wù)的車輛架構(gòu)

從本質(zhì)上講，擁抱軟件定義汽車意味著采用“面向服務(wù)的車輛架構(gòu)”。

Marvell的Bar-Niv稱之為“數(shù)據(jù)-軟件中心架構(gòu)”，并指出汽車行業(yè)已經(jīng)從設(shè)備中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)向了應(yīng)用中心的架構(gòu)。

下一個(gè)大事件是能夠高效、靈活處理數(shù)據(jù)和軟件的車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這個(gè)概念與面向服務(wù)的架構(gòu)沒(méi)太多差別。

在面向服務(wù)的架構(gòu)下，你基本上是在為車輛中的不同硬件（即ECU）提供所需的處理能力，就像在軟件中為車輛的不同角落提供服務(wù)。

例如，當(dāng)ECU需要一些額外的處理能力時(shí)，中央計(jì)算機(jī)需要及時(shí)響應(yīng)。而沒(méi)有以太網(wǎng)和以太網(wǎng)交換機(jī)，這樣的場(chǎng)景是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

以太網(wǎng)交換機(jī)

以太網(wǎng)交換機(jī)對(duì)于車內(nèi)的大網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。當(dāng)數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)，不需要進(jìn)行“向下轉(zhuǎn)換”。

以太網(wǎng)收發(fā)器，例如，將以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再將其轉(zhuǎn)換成其他協(xié)議，比如CAN協(xié)議或LIN協(xié)議。這是一種向下轉(zhuǎn)換。

另一方面，利用交換功能，目標(biāo)是在不轉(zhuǎn)換速度或協(xié)議的情況下重新路由數(shù)據(jù)。它保持在以太網(wǎng)協(xié)議中以以太網(wǎng)速度運(yùn)行。它只是被切換并指向車輛的不同部分。這是非?？斓?。

正是出于這個(gè)原因，在未來(lái)，交換機(jī)市場(chǎng)將變得更重要。交換機(jī)可能建立‘新型網(wǎng)絡(luò)’，大致位于車輛的中心，與網(wǎng)絡(luò)的外圍進(jìn)行通信。

Tesla的示范作用

其實(shí)Tesla從2017年起就開(kāi)始在Model 3上實(shí)踐了。

當(dāng)然，Tesla沒(méi)有傳統(tǒng)歷史包袱，可以直接采用車載以太網(wǎng)。

相比之下，傳統(tǒng)車廠們?cè)谲囕d網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上已經(jīng)投入了大量成本，很難舍棄舊網(wǎng)絡(luò)，然后立刻啟用車載以太網(wǎng)。

眾多的車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中包括CAN、用于高性能主干的CAN-FD、LIN、FlexRay和MOST。

考慮到越來(lái)越多的高分辨率攝像頭要求更多的帶寬，行業(yè)已經(jīng)有一系列的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接接口。它們包括GSML（Gigabit Multimedia Serial Link）、FPDL（Flat Panel Display Link，來(lái)自TI）、LVDS、MIPI CSI-2、以太網(wǎng)AVB（Audio Video Bridging）等。

對(duì)此，TechInsights的預(yù)測(cè)如下：

在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，CAN和Lin很可能會(huì)一直存在。

SerDes解決方案至少會(huì)保留到2030年，從像GMSL/FPD-Link這樣的專有解決方案遷移到基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，如MIPI A-PHY和ASA（Automotive SerDes Alliance）。

FlexRay會(huì)消失，盡管它可能會(huì)在2030年以后還存在，因?yàn)樗崔D(zhuǎn)向更快的CAN變體（例如CAN-FD），要么轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)。

同樣，MOST隨著時(shí)間的推移也會(huì)消失，可能比FlexRay消失得更快。

TechInsights補(bǔ)充道，“以太網(wǎng)是大贏家，將成為連接大型計(jì)算模塊和更高功率ECU的首選技術(shù)。PCI-Express將被用于SoC-to-SoC的連接?！?/p>

看樣子，不同類型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接可能會(huì)并存。但可以肯定的是以太網(wǎng)將成為車輛的主干。它可以讓車輛的不同domain和不同zone之間進(jìn)行高速通信。

Marvell的汽車布局

除了Brightlane提供的無(wú)與倫比的帶寬外，Marvell聲稱其新的交換機(jī)系列還包括一組在其他任何車載交換機(jī)產(chǎn)品中都沒(méi)有的先進(jìn)安全功能。

新的交換機(jī)系列在每個(gè)端口上都采用了符合IEEE 802.1AE-2018的MACsec（Media Access Control）鏈路安全性，最高可達(dá)10G，用于加密車載組件之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

該公司表示，“Marvell專利中的TCAM（Ternary Content Addressable Memory）實(shí)現(xiàn)了DPI（deep packet inspection），可以進(jìn)行線速包分類，以確保包的有效性，并具有過(guò)濾和分類超過(guò)4000個(gè)IPv4/IPv6流的能力，以提高入侵檢測(cè)的敏感度?！?/p>

該公司正在穩(wěn)步尋求成為更大的車載領(lǐng)域的玩家，那么Marvell在車載以太網(wǎng)之外的前景如何呢？

這取決于OEM采用中央/zonal架構(gòu)的程度。隨著以太網(wǎng)主干的市場(chǎng)趨勢(shì)加速，zone需要收發(fā)器和交換機(jī)，Marvell可能會(huì)扮演更大的角色。

同時(shí)，在車載網(wǎng)絡(luò)之外的領(lǐng)域，對(duì)Marvell來(lái)說(shuō)是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。它的定制AI ASIC設(shè)計(jì)能力可能會(huì)有優(yōu)勢(shì)，但這是一個(gè)擁擠的領(lǐng)域。

此外，在Marvell的2024財(cái)年一季度的結(jié)果中顯示，強(qiáng)勁的企業(yè)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)由對(duì)定制ASICs的需求增加所驅(qū)動(dòng)。所以目前該品類非車載領(lǐng)域得到了更大的關(guān)注。Marvell的SSD控制器專業(yè)知識(shí)也具有進(jìn)入車載的潛力。

隨著下一代車輛架構(gòu)的改變，圍繞它的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在發(fā)生變化。Marvell憑借其車載以太網(wǎng)交換機(jī)取得了巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。但對(duì)于汽車OEM來(lái)說(shuō)，車載網(wǎng)絡(luò)并不那么簡(jiǎn)單。他們需要一個(gè)平衡。他們也需要像NXP這類傳統(tǒng)車載業(yè)務(wù)公司的幫助，以便他們他們?cè)趥鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)之間找到最經(jīng)濟(jì)的方式。