当今的驾驶员希望在其汽车中获得更高水平的舒适性、安全性、效率和消费电子功能。这些汽车领域的需求反应了社会的整体需求,其中“互联世界” 和机对机 (M2M) 通信正在成为最热门的话题。
在更加新型的汽车中,有多个
摄像头(车道偏离警告系统和自动巡航控制等)和多个用于卫星导航、倒车摄像头和仪表盘等的薄膜
晶体管(TFT)屏幕。随着计算性能和嵌入式存储器容量的提升,这些新特性驱动了对车载网络中高带宽的需求,也因此驱动了
以太网连接的应用。 除了这些高带宽连接以外,在汽车的控制应用中也出现了越来越多的传感器、 促动器和电机。传感器测量气体(COx 和NOx等)、各种温度、振动、车轮速度、扭矩、偏航和其他参数,以帮助提高效率和安全。促动器(包括继电器和电 磁阀)和由MCU控制的电机、驱动泵、风 扇、供暖通风和温度调节(HVAC)、电动车窗升降器和天窗等。由于以下两方面 的原因,额外功能带来了功耗的增加: 第一,由于硬件重量增加,燃油经济性 降低,第二,实现额外功能需要更高的 计算性能、嵌入式存储器容量和更高的 带宽连接性,每一项都会增加功耗。
虽然,随着低数据速率小型传感器和促动器的爆炸性增长,主计算资源向少量的中央域控制器集中,该增长也要求汽 车采用许多新的电机控制单元(ECU)。在图1中,Strategy Analytics的数据预测了各级别汽车ECU数量的增加。虽然平均 来说,目前的汽车大约采用25个ECU,但一些高端型号已经采用超过100个ECU。
这些发展趋势结合在一起,会导致一个规模更大的车载网络,使线束通常成为汽车 中第二重的组件(位列引擎之后),长度超过6公里的铜线,重量超过70公斤。
除了对更高计算性能和网络性能的需求以外,人们对车载网络安全的要求也越来也高,以应对日益复杂的电子产品,以及它们实现的功能的关键特性。另外,随着汽车的双向无线通信变得越来越普遍,人们对汽车MCU的安防措施也产生了前所未有的需求,以防止未授权访问车载网络给车主带来危害,并保护它包含的知识产权。