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ADAS架构中的传感器正在向一体化方向发展

2023-06-07 23:21:00

ADAS架构中的传感器正在向一体化方向发展

伴随着汽车结构的不断演变,汽车内各种电子系统的通信机制也在不断变化。特别是ADAS功能引入后,各种自动驾驶辅助功能产生的数据对汽车的BQ27510DRZT-G2通信协议技术提出了许多新的要求。

ADAS需要数据交换来实现驾驶辅助。例如,当汽车检测到当前室外环境光强度下降时,有必要对此做出反应来调节车灯的亮度,显示屏也会调节亮度水平。同时,摄像头等传感器也会适应当前环境。这在过去是不可能的。起初,这些系统往往是本地和独立的。信息不交流,数据之间没有那么多交汇。

如今,ADAS功能引入后,汽车数据量大幅增加,对通信的安全性和实时性要求更高,这使得ADAS架构下的数据流通更加依赖于高速汽车通信技术,可以更快、更远地传输数据,从而提高车辆的安全性和自主性。

熟悉汽车通信架构的人都知道,LIN经常用来代替CAN辅助通信,而LIN往往用来控制传感器和执行器的低端通信。电动门窗控制、座椅调节、照明调节等都是过去典型的LIN应用场合,既可靠又节约成本。然而,在ADAS引入后,在传感器侧面,执行器侧面不再只有低端通信。一些设备对数据的实时性和高速度提出了要求。此时,CAN和CANFD仍然需要通信。

随著ECU的增加和乘客车辆对更先进安全功能的需求,汽车CAN通信也在不断发展。CANBUS将允许多个ECU连接到一条通信线路,并相互交换数据,根据协议和通信速度的不同,可分为CAN和CANFD,CAN的通信速度最高可达1Mbps,CANFD可达8Mbps。目前,CANXL的速度更高,超过10Mbps。

大家一定都很熟悉CAN的应用,自从Bosch开发了这个网络协议之后,CAN总线就一直在汽车通信中发挥着重要作用。CANFD还演变了CANFD灯和CANSIC细分协议,它们提供了稳定的物理结构和信号改进功能,可以为ADAS提供满足高速、高可靠性要求的数据传输。

更有甚者,XL直接将有效荷载增加到2kB,实现了更高的速度,进一步缩小了CAN与以太网(低速)之间的差距。

然而,CAN和以太网之间的速度差距仍然存在。随着ADAS等网络容量需求的爆炸式增长,CAN总线性能的上限很快就会达到,上述车载网络的限制也会越来越大。虽然可以支持增加更多的CAN,但CAN确实已经开始向以太网过渡,这是一个可以接受以太网更高成本的应用。

ADAS中的传感器正在向一体化方向发展。传感器相互连接形成中央控制单元。处理的数据越多,需要的带宽就越大,而较大的带宽提高了对速度可以达到1Gbps以上以太网的需求。在这个应用中,成本并不敏感。追求可靠的高速传输来提高车辆的安全性和自主性是最重要的。在不久的将来,汽车可能会有5到15条100Mbit/秒的汽车以太网线或5条1Gbit/秒的线束。

以典型的数据密集应用如摄像头和雷达为例。单对以太网传输这些数据的容量比CAN高,链接上不会有动态速度变化,虽然相比之下,以太网每个节点的成本更高。

目前汽车上出现了另一种通信标准,即双向高速串行总线的通信标准PCle。PCIe在工业应用中更为普遍,但随着制造商试图改变数据的主要结构,PCIe已经在汽车应用中兴起,支持高带宽和低延迟系统处理需要实时处理的传感器数据和用户信息呈指数级增长。

在ADAS、在动力总成、信息娱乐等不同领域组成的集中计算节点中,PCle的应用可以显著减少汽车所需的ECU和电缆的整体数量,其可扩展的带宽不会成为制约通信速度的瓶颈。

目前,具有ADAS功能的汽车非常依赖可靠的高速汽车通信技术。在需求不断增加的ADAS架构下,这些关键的通信协议共同承担了数据流通的任务。以太网充分发挥其带宽优势,CAN充分发挥其性价比优势,PCle充分发挥其处理实时数据的优势,为汽车内部的信息流通保驾护航。


传感器流通总线传输以太网数据

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