連動未來智慧出行，不起眼的感測器和聯結器少不了
2019慕尼黑上海電子展
全球連線和感測領域的領先企業TE Connectivity（以下簡稱“TE”）這家擁有 75 年曆史，專注於連線和感測解決方案的供應商，產品涵蓋汽車、航空航天、能源、工業、醫療、消費類電子等廣泛領域，多達 50 萬個品種。其中汽車是 TE 最大業務板塊，市場份額超過 40 %。
我們知道的蔚來ES8 配備的汽車高壓配電盒（Power Distribution Unit，PDU），就是 TE 作為 Tier 1（一級供應商）提供的產品。
如何加速步入智慧連線時代？如何解決汽車感測器和高資料量的運算？如何保證車輛資料傳輸中的安全與穩定性。滿足以上問題我們不能缺少汽車中常用的兩件不太起眼的部件，感測器和聯結器。
高壓輔助用電器
感測器和聯結器對自動駕駛的幫助
在2018年我們就感受到汽車產業的在朝著兩個方向變革，第一就是汽車電氣化，第二就是汽車的網聯化與智慧化。 就智慧化、網聯化而言，汽車對於資料量的處理是幾何倍數的增長。當發展到無人駕駛，就是對資料運算上的變革，這也對資料的傳輸和感應提出了更高的要求。實現這場變革，需要整個行業的共同努力。
在自動駕駛領域，車企都在尋求獨特賣點，需求多樣化。TE 早在08年已經對智慧交通、自動駕駛等新領域進行規劃和投入，自動駕駛技術發展過程中努力推動連線的標準化，實現規模化生產。在合作模式上，TE 在設計階段便與客戶緊密合作，共同進行產品設計開發。
自動駕駛充分體現了汽車技術智慧化、網聯化的發展趨勢，也對車輛在資料、訊號等方面的感知和傳輸提出了更多更高的要求。
感測解決方案
我們不管汽車的平臺架構如何變化，為了滿足智慧化、網聯化，汽車上勢必會大量裝載各種型別的感測器。比如高清攝像頭、鐳射雷達、毫米波雷達、超聲波雷達等，訊號傳輸方面目前使用的4G網路、還有正在建設的5G網路、V2X等，各種分級高速運算平臺，決策控制器，以及連線各模組所用的高速聯結器和高速資料線束等汽車主幹網路。
隨著ADAS（先進駕駛輔助系統）的升級，越來越多的汽車都已經滿足L2等級的駕駛輔助，隨著高速資料傳輸系統的升級和完善，很多汽車也達到了L3或L4級別的駕駛輔助等級。TE運用高速資料傳輸解決方案：高速資料連線、車載乙太網聯結器、小型同軸聯結器、高清攝像頭聯結器、汽車天線等幫助車輛自身實現高級別的駕駛輔助。
車載互聯和自動駕駛所需要的聯結器
當汽車行業逐漸朝著智慧化，網聯化發展的時候，對網路傳輸速度的要求也越來越高，我們不難發現早期的車輛在智慧方面的體現是車載娛樂系統，早在上世紀二十年代的時候最經典的車載智慧裝置就是收音機了，隨著使用者需求的不斷提高逐漸的出現了車載螢幕、USB/AUX，導航系統，隨著網路時代的到來汽車上也出現了車載蜂窩網路。
當我我們看到車載顯示屏的數量從一塊單一的中控螢幕，增到電子儀表、扶手箱全電子顯示的時候；當其螢幕尺寸越來越大，從原來的 5 寸到目前主流的 8 寸、10 寸，再到 以特斯拉為代表的12 寸、20 寸顯示屏；解析度和重新整理率也會隨之升高，從 640*480 提升到 720P，1080P 的車載級顯示屏，在到未來汽車上就會出現4K、甚至是8K螢幕來提升使用者體驗。
整車感測器及聯結器佈局
車機互動方面，藍芽和USB 2.0已經在車輛內部隨處可見了，在車載連線裝置也在伴隨著需求在升級。為了滿足高速的傳輸USB 3.1 STD A/USB Type C 和 WiFi 等新一代高速連線協議的引入，提高了車內傳輸資料的效率，與此同時，使用者對車載充電功率的需求也不斷提升，從 5V/0.5A 的需求提高到現在的 5V/2A, 乃至 USB Type C 能夠達成的 20V/5A，100W 的充電功率。
ADAS（先進駕駛輔助系統）和自動駕駛方面，為主要需求的安全系統應用，是高速資料傳輸領域。其主要功能分為，感知、判斷、決策、執行。這些功能塊由大大小小的感測器、ECU 組成，它們每秒收集著數 Gbps 的資料，給中央運算器做處理和判斷，以實現正確的駕駛指令。
汽車在不同階段的資料傳輸條件不同
汽車的智慧化領域感測器包括：高清攝像頭，毫米波雷達，鐳射雷達，以及超聲波雷達。同時，為了實現汽車互聯，也包含了很多天線模組：4G LTE、5G、V2X、GPS、北斗，等等。新增的 ECU 包括，ADAS 控制模組、雷達控制模組、新一代高速運算平臺（高速閘道器）等。
在這些模組之間，每秒鐘的資料傳輸量少則數百 Mbps，多則有數 10Gpbs。為了實現如此多新增模組之間高速、穩定、可靠、低延時的資料傳輸，高速資料傳輸系統就變得非常重要了。然而，要實現汽車的智慧網聯化，感測器和控制器的增加數量遠遠不止這些。其中，意義最為深遠的就是乙太網協議的引入，汽車在很長時間內使用的網路主要以 LIN 匯流排、CAN 匯流排，FlexRay 為主要協議，此類協議的速率非常低，一般不超過 1Mbps，但其優勢在於搭建架構的成本非常低廉，聯結器和線束成本也非常低。在我們對汽車匯流排的速率要求並不高的時候，CAN 匯流排等就能夠滿足需求。
連線解決方案
但是，隨著汽車智慧化和互聯化，新一代汽車晶片對匯流排速率的要求不斷提高，汽車工業需要新一代的匯流排協議，它既可以達到上百 Mbps 甚至更高的傳輸速率，又能保證對線束成本和重量的有效控制。
根據 IEEE 以及 OPEN 組織所構建的資料傳輸協議，汽車乙太網匯流排可以很好地承擔此任務。第一階段的任務是將汽車乙太網匯流排的速率達到 100Mbps，下一個則是 1Gbps，在未來五年甚至可能實現 10Gbps 的可能。當然，這對晶片以及傳輸系統（聯結器+線束）而言都是非常重大的挑戰。
總結
從汽車問世至今的百年曆史，它的基本功能和用途也在隨時科技的發展發生著質的變化。但是近幾年汽車的發展可以說是在兩個方面發生了變革，第一，動力上又燃油機向電動機的轉變、第二，智慧化由駕駛員駕駛轉變為車輛自動駕駛。這也是近幾年我們經常聽說的的電動汽車和自動駕駛。
新技術的變革也會重新定義汽車在未來的發展，不單單是傳統汽車工業巨頭，越來越多的新勢力也加入造車大軍，特別是具備網際網路思維的 IT 科技巨頭。
預計未來在未來五年內汽車電氣化將以每年4％的增速發展，在新技術領域的發展，例如新能源汽車的動力電池，中國市場已經佔有很好的市場和技術優勢。 （本文首發鈦媒體，作者/Seb祺，編輯/項歐）
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