BMW探索汽车高宽带通信架构

芝能智芯出品

随着摄像头、雷达和其他传感器在自动驾驶技术中的广泛应用，车辆内部的通信需求急剧增加。这些传感器产生的大量数据需要高速、可靠的传输方式，以确保车辆的安全性和智能化决策能力。

BMW正在积极探索新一代通信架构，特别是在SerDes（串行器/解串器）与以太网技术的整合方面。

汽车高带宽通信主要集中在“非对称视频和原始传感器数据传输”上。

这些数据传输主要依赖于专有的SerDes技术，这是一种专门为高带宽视频和传感器数据优化的解决方案。

汽车逐渐向分布式架构（zonal architecture）演进，如何更好地整合SerDes与以太网技术的挑战，这是个问题。

摄像头和雷达等设备的数据传输是非对称的，即上行与下行链路的数据速率需求不同，这种架构满足了当前的需求，但未来随着自动驾驶技术的深入发展，汽车通信系统需要处理更多的对称数据传输场景。例如，在车辆骨干网中，各个控制单元之间的通信往往需要更高的带宽和对称的数据速率。

BMW计划引入统一的“SerDes与以太网通信架构”，以支持更高的数据速率和灵活的通信需求。这种架构被称为ASA-ML（Automotive SerDes and Ethernet Multi-Layer），未来汽车通信系统从专有协议逐渐向标准化协议过渡的关键一步。

BMW在其通信架构的规划中，目标是实现SerDes与以太网的无缝过渡，当前的SerDes技术已经在汽车中广泛应用，尤其是在处理摄像头和雷达数据时表现出色，但其局限性在于无法很好地应对未来智能汽车对多样化数据流的需求。

BMW的ASA-ML方案，计划在2027年开始引入该架构，并在2033年实现与六个摄像头的全面整合。

ASA-ML的核心目标是通过标准化的SerDes和以太网技术，为未来汽车提供一个高效、可扩展的通信平台。

这种平台不仅能够支持现有的摄像头和雷达数据传输，还能应对未来分布式架构中的复杂数据交换需求。

此外，通过将不同的数据传输技术统一到同一个架构中，BMW希望能够简化硬件设计，降低成本并提高系统的可靠性。

ASA-ML为未来汽车通信系统的演进指明了方向，但其在实际应用中仍面临一系列挑战，分布式架构的引入将显著增加硬件成本，要求每个区域都有自己的处理单元和通信模块，每个模块都需要额外的硬件支持，增加了汽车的制造成本，还对系统的功耗提出了更高要求。

以太网技术已经在许多领域成熟应用，但在汽车中，尤其是高带宽应用场景中，以太网技术的应用仍然面临技术瓶颈（100Mbps至1Gbps）在处理高速摄像头数据时，可能无法满足未来高达10Gbps甚至更高带宽的需求。

BMW使用渐进式的硬件集成计划，在未来的10年内逐步将SerDes和以太网技术整合到同一通信平台上，分阶段引入更高带宽和更高效的通信方案，助于控制成本，还可以确保系统在技术逐渐成熟的过程中稳步升级。

BMW还高度重视未来汽车通信的安全性，车辆通信的数字化和联网化趋势增强，数据链路层的安全保护将成为确保车辆安全的关键。特别是在自动驾驶和V2X（车联网）场景下，任何通信数据的篡改或攻击都可能导致严重的后果。

BMW的ASA-ML架构引入了多层次的安全防护措施，从物理层的数据加密到应用层的防火墙保护，确保车辆通信的安全性和隐私性。

BMW的未来汽车通信架构规划展示了该公司在应对汽车技术快速发展方面的前瞻性思维，将现有的SerDes技术与以太网技术整合，为未来自动驾驶和智能车辆的通信需求打下了基础。