以太网驱动进入软件定义车辆

软件定义汽车的发展正重塑汽车行业，以太网已成为核心支撑技术。

近期重大收购案推动欧洲芯片厂商跻身以太网领域关键供应商行列，而 Analog Devices 的 GSML、RTI 的 DDS 等其他通信技术也在适应这一变革趋势。

其中标志性举措是德国 Infineon Technologies 收购 Marvell 的汽车以太网业务 ——Marvell 已获得 45 家原始设备制造商（OEM）的以太网网络设计订单，涵盖全球前十强中的八家。与此同时，一项旨在提升汽车以太网性能的新标准正处于研发阶段。

“汽车以太网是区域架构（zonal architectures）的核心使能技术，”Infineon 汽车以太网解决方案总经理 Mike Yeager 表示，“目前我们处于半区域架构阶段，摄像头仍采用 GSML、FPD-Link 等传统低压差分信号（LVDS）串行协议。但随着 10Gbit/s 以太网技术成熟，我们正逐步脱离 GSML 协议。”

他指出，当前车辆中电子控制单元（ECU）数量最多可达 75 个，需配备 20 多个以太网端口，速率要求最高达 1Gbit/s；“而在区域架构中，我们将提供多达 70 个端口，骨干网速率覆盖 1G 至 10Gbit/s。”

当前研发焦点集中在 2028 年和 2030 年推出的车型，将采用正在制定的 IEEE802.3dm 标准，该标准针对非对称物理层（PHY）设计，直接对标 GSML 和 FPD-Link 协议。

根据11 月 12 日标准工作组最新会议内容，该标准明确了适用于汽车平衡对线缆和非平衡同轴电缆的链路段性能参数，支持最多 4 个串联连接器，传输距离至少可达 15 米。

同时定义了电物理层规格：单向点对点传输速率最高 10Gbit/s，反向点对点传输速率最高 100Mbit/s，并计划新增数据线供电功能，类似现有以太网供电（PoE）标准。

“我们推出的.3dm 标准将实现全车摄像头以太网网络兼容，不同区域的摄像头可直接共享数据，无需经过中央计算单元，大幅提升灵活性和冗余性，”Yeager 补充道，“这让 OEM 厂商能打造覆盖低端、中端到高端车型的统一平台，而以太网正是实现这一目标的关键。”

基于该标准早期版本的产品已于 6 月开始采样，标准预计 2026 年底进入投票阶段。“目前我们正推进显示端技术研发，计划实现摄像头到显示端的全链路以太网连接，构建从执行器、传感器到 25Gbit/s 骨干网的完整网络架构。”

“我们当前重点开发 2028 年软件定义汽车（SDV），并计划 2030 年实现全区域架构；最终目标是 2032 年及以后车型实现摄像头、显示端全链路以太网覆盖。”

以太网终端设备研发动态

多家企业正布局汽车以太网芯片研发，包括 Broadcom、Microchip Technology、Realtek 等行业巨头，以及 Ethernovia、Axonne 等初创公司。

Microchip Technology 现已推出带远程控制协议（RCP）的汽车级 10Base-T1S 以太网终端设备系列并开启采样，将以太网连接延伸至车载网络边缘。

该终端设备通过桥接功能直接将以太网数据包转换为本地数字接口信号，简化网络集成流程。其采用硬件固化设计，减少节点专用软件编程需求，同时缩小物理尺寸。支持标准 RCP 协议，可通过 10Base-T1S 多点拓扑结构实现边缘节点集中控制，涵盖数据流传输和设备管理，助力构建全以太网区域架构，降低线束复杂度和软件集成成本。

通过省去每个节点的软件开发环节，该终端设备可降低硬件和工程成本、缩短部署周期并简化系统架构，适用于汽车照明（含内饰灯、前后大灯）、音频系统及各类控制功能等关键应用场景。在这些场景中，终端设备可直接将以太网数据桥接到控制 LED 驱动器的本地数字接口、实现麦克风与扬声器的音频数据传输，以及通过网络控制传感器和执行器。

“这些 RCP 终端设备的推出，助力设计师实现软件定义汽车的真正全以太网架构，”Microchip 网络与通信业务部企业副总裁 Charlie Forni 表示。

与此同时，荷兰 NXP Semiconductors 已完成对 Aviva Links 的收购，交易金额达 2.43 亿美元。此次收购获得汽车串行器 - 解串器联盟（ASA）的点对点串行器（ASA-ML）和以太网连接技术（ASA-MLE），数据速率最高可达 16Gbit/s。目前 NXP 已获得两家主流汽车 OEM 的设计订单，并正向多家 OEM 和一级供应商提供产品样品。

ASA 联盟拥有超过 175 家成员企业，包括 BMW、Ford、GM、Hyundai Kia Motor Company、Nio、Renault/Ampere、Stellantis、Volvo、Xiapeng Motors 等 OEM 厂商。

ASA-ML 协议目前已被多家 OEM 和一级供应商采用，其非对称高速通信标准可连接车载网络（IVN）中数量日益增长的摄像头、传感器和显示设备。

该标准支持最高 16Gbit/s 的非对称高速视频、控制和数据传输，满足车辆摄像头和传感器数量激增的需求。其具备的可扩展性、架构灵活性和互操作性优势，加之多厂商高带宽连接解决方案的普及，降低了对专有方案的依赖，进一步推动协议落地。

Microchip 已与 NXP 旗下的 Aviva Links 达成关键互操作性合作协议。

“与 Aviva Links 实现稳定的 ASA-ML 互操作性，是汽车串行器 - 解串器联盟（ASA）发展的关键里程碑，也向市场释放明确信号，”Microchip 通信业务部副总裁 Kevin So 表示，“这凸显了多源开放标准方案的优势，让汽车 OEM 和一级供应商能够放心基于 ASA-ML 设计下一代高级驾驶辅助系统（ADAS）架构，依托领先半导体厂商支持的可扩展、稳定且安全的连接标准。”

OpenGSML 技术生态

与此同时，Analog Devices 将其 GSML 串行技术开放为 OpenGSML。目前全球道路上运行的软件定义汽车中，已有半数采用该技术。

“在 L2 级自动驾驶的车载网络数据中，超过 90% 是视频数据，而 OpenGSML 在视频市场占据主导地位，份额超 50%，”OpenGSML 总裁、Analog Devices 汽车系统事业部生态营销总监 Paul Fernando 表示。

“当前所有软件定义汽车的网络流量中，约 50% 通过 OpenGSML 传输，这一数字令人瞩目；40% 采用 TI 的 FPD-Link 协议；以太网占比极小，主要用于命令控制和点对点连接。”

“OpenGSML 生态成立仅四个月，目前已有 34 家成员企业，预计未来几个月将有更多大型芯片企业加入。”

“区域计算主要面向命令控制应用，这正是以太网的优势场景 —— 延迟要求不高；但所有与视频相关的应用都对延迟极为敏感。”

OpenGSML 针对电磁干扰（EMI）环境优化，支持 15 米链路传输，同时具备数据线供电功能，可为远端传感器供电。MIPI CSI2、以太网等其他协议可通过 OpenGSML 链路传输。

“CSI2 是一种协议，可通过 OpenGSML 隧道传输 —— 目前已有超过 10 亿台设备实现 MIPI CSI 协议通过 OpenGSML 传输，我们将其视为协作而非竞争关系，” 他补充道。

他强调，OpenGSML 的时间同步功能是核心优势。“随着区域架构普及，目前物理链路为最小化延迟，通常绕过区域节点直接连接至 ADAS 或信息娱乐单元。要将所有摄像头图像拼接，必须实现所有摄像头的时间同步。时间敏感网络（TSN）以太网会增加延迟，而以太网本质上始终存在性能权衡。”

“我们认为未来十年内，以太网无法在成本、功耗和延迟方面达到经济高效的水平，因此正布局十年后的技术方向。速率提升会导致功耗和成本增加，更高频率下对 EMI 更敏感，而车载环境动态性极强，因此即便十年后以太网仍将面临挑战。最终以太网终将克服这些障碍，只是时间问题。”

不过，以太网在全车软件升级（包括摄像头传感器）方面至关重要。“所有升级都将通过中央计算单元，通过点对点链路部署，” 他表示。

“我们正努力使硬件与以太网 OTA 升级范式和软件架构对齐。例如摄像头固件升级，需通过 OpenGSML 隧道传输升级包 —— 目前我们已实现以太网通过 OpenGSML 隧道传输，并已在某欧洲主流 OEM 的产品中量产。我们将以太网视为协议栈的一部分，而 OpenGSML 则作为物理传输层。”

“我们面临的最大挑战是宏观经济和地缘政治因素 —— 目前已有 25 家 OEM 和 50 家一级供应商实现 OpenGSML 量产。我们正推动这些 OEM 加入 OpenGSML 生态，但他们目前资源有限。当前阶段，我们希望确保欧洲、中国和美国各自拥有独立的生态系统。”

该生态计划推动 Sony、Qualcomm 等企业将串行器与摄像头传感器集成，缩小尺寸和外形。

DDS 协议升级与应用

另一方面，RTI 将于11 月 20 日推出数据分发服务（DDS）协议 4.0 版本。DDS 是一种高层协议，采用发布 - 订阅架构，在汽车行业广泛用于连接所有 ECU。其 Connext Drive 解决方案已应用于超过 100 万辆汽车，被 25 家以上汽车企业用于加速软件定义汽车项目落地。

RTI 为最新版本 Connext Drive 4.0 开发了全新工具链，集成人工智能技术，简化传统与现代汽车架构的集成流程。

“Connext Drive 4.0 旨在减少分布式开发团队的协作阻力，提升生产力，”RTI 汽车领域高级产品经理 Mihai Potoceanu 表示，“通过提供统一框架，支持在不同环境中开发、测试和部署车辆软件，团队可专注于创造价值，而非编写衔接代码。借助新的软件定义汽车工具链和其他生产力功能，我们为 OEM 和一级供应商提供更智能、更灵活的应用开发基础。”

该软件定义汽车工具链提供序列化快速开发工具，减少对定制代码的依赖，让开发团队在车辆全生命周期中更灵活地专注于创新和系统性能优化。

内置实时聊天机器人可作为开发人员的嵌入式副驾，基于模型的集成功能通过 AI 驱动评估推荐最优 DDS 配置。工具链支持四种区域架构场景：模块化 ECU 连接、面向传感器融合和感知等 AI 密集型工作负载的高性能计算（HPC）、通过实时广域网（WAN）传输实现边缘到云端连接、全仿真兼容性以及与 AUTOSAR 等标准工作流程的集成，实现从测试到量产的无缝过渡。