ADI开源GMSL背后：打的什么算盘？

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来源 ： 内容来自allaboutcircuits 。

自 20 世纪 60 年代末软件首次用于汽车燃油喷射调节以来，将软件集成到汽车各个方面的进程从未停歇。

从提升驾驶体验到增强周边行人和车辆的安全性，汽车制造商正与合作伙伴携手，打造可持续更新、易于驾驶和维护、更安全且比以往更具驾驶乐趣的汽车。

过去，要为汽车新增一项功能，就需额外添加一个电子控制单元（ECU），如今这一时代已宣告结束。当前的核心方向是减少 ECU 数量 —— 将功能专用型 ECU 整合到一台中央计算机中，这些功能如今以软件形式虚拟存在于中央计算机内。少数几个区域控制器会从车辆周围多达 200 个传感器中收集数据，并将这些数据传输至中央计算机，此举可减少多达 70% 的线缆使用量。

由于功能通过在少数联网 ECU 上运行的软件来定义，因此在车辆的整个生命周期内都可对这些功能进行更新，进而提供始终保持最新的用户体验，这有助于延长车载硬件平台的使用寿命。此外，让车载计算机能够访问所有传感器数据后，任何功能都可获取任意物理传感器的数据，从而实现更智能的功能。

这一点至关重要，原因如下：随着车载边缘计算机的功能日益强大，从车辆传感器中持续获取的洞察可与云端交换，而云端能提供更深入的分析。具体如何实现？通过将道路上大量车队的数据与地图、天气、实时交通数据等其他来源的数据相结合，本质上形成了 “车辆学习” 机制 —— 车辆会自动共享洞察，使每辆车都能不断学习，实现智能、安全行驶。

汽车即服务器

软件定义汽车（SDV）的理想硬件架构，应能让每个功能都能最大限度地获取数据。从软件角度来看，这意味着车辆内的所有数据都运行在同一车载网络上，并且在整个车辆中使用统一的通信协议栈。这使得传感器数据能够相互结合，以以往无法实现的方式提升功能性能。

以看似普通的汽车大灯为例。过去的大灯仅能切换近光和远光，而现代汽车大灯可利用摄像头和悬架系统的数据，根据负载分布、路况和迎面而来的车流自动调节光束，无需驾驶员干预。不难想象，在不远的将来，大灯还会具备更多扩展功能，例如在十字路口拓宽光束以提高视野，或根据地图数据调整光束方向。

汽车雨刷的发展也是如此，已从简单的速度调节进化为具备自动感应和自适应功能的系统。这些例子共同体现了一个趋势：汽车功能不再是孤立的，而是通过软件相互连接。任何传感器都可服务于多个功能，任何功能也都可使用多个传感器的数据，无论最初集成该传感器的初衷是什么。

实现高性价比 SDV 的关键在于网络、区域聚合和中央计算单元 —— 中央计算单元本质上是车载 “服务器”，负责接收更新，并具备将每个更新路由到相应组件的智能。

不止于工程目标

这不仅仅是一个工程目标，消费者也在迫切需求这些功能。驾驶员对沉浸式车载体验的期待日益提升，这就需要更多传感器、更高分辨率的显示器以及快速的音视频处理能力。

汽车制造商正采用 ADI 的千兆多媒体串行链路（GMSL）和 E2B 等解决方案，以最少的线缆实现这些体验。原因在于，他们需要标准化接口来构建更具韧性的供应链，并增加可在车辆整个生命周期内使用的测试解决方案的可用性。

事实上，我们已与领先的汽车原始设备制造商（OEM）、一级供应商、半导体制造商及生态系统合作伙伴共同成立了 OpenGMSL 协会。《All About Circuits》（《全电路》）杂志在 2025 年 6 月 3 日对该协会的成立进行了报道，并刊发了独家专访。协会的目标是：引领互操作开放式标准的开发，并推动其在全球范围内的应用。这将有助于塑造汽车及相关行业的视频和高速连接技术的未来。该标准对摄像头应用和更复杂的显示器应用均提供广泛支持，这一特性使其独具优势。

“单一工具” 解决方案与网络效率

连接技术主要分为两类：串行链路和网络。总体而言，串行链路技术复杂度较低，因此成本效益更高。

串行总线如同 “单一用途工具”，专为特定应用设计，就像锤子或螺丝刀 —— 它们针对特定功能打造，在执行这些功能时表现出色。然而，当数据类型和流量模式种类繁多且不断变化时，产品变体的数量会变得难以控制。这种情况下，就需要更灵活的解决方案来传输各类数据（例如多功能工具或 “瑞士军刀”）。

汽车以太网正是在这一背景下应运而生 —— 它是一种单一网络技术，在数据传输方面具备近乎无限的灵活性，同样能将数据路由到任意位置。但这种灵活性是有代价的。这种高多样性的数据常见于车载 ECU 之间的数据流中，而从外设到 ECU 的数据流往往定义更清晰，对灵活性的要求相对较低。

由于以太网设备具有通用特性，其针对特定应用的优化程度不如 GMSL 和 A2B 等专用应用技术。这类系统级功能的例子包括：

• 实时性能：包括低延迟、确定性延迟、快速启动、唤醒 / 休眠速度、同步性和韧性。例如，低且确定的延迟对于主动降噪至关重要，而 A2B 技术可实现这一低延迟要求。

• 带宽：车辆中 90% 以上的带宽通常用于视频传输。当汇总多个摄像头的数据时，合并后的带宽可能超过 50Gb/s。高分辨率显示器的视频数据也会使带宽需求达到数十 Gb/s，这就需要专用的视频接口。用于人类视觉的视频数据可通过压缩达到良好效果，而 GMSL 等视频链路技术支持这些接口和低延迟视频压缩。

• 安全性与保密性：汽车中的不同数据对功能安全和保密性有不同要求，而保密性涉及多个方面，包括内容保护、身份验证、数据完整性和隐私保护。不同的连接技术支持不同的安全需求。

• 功耗与尺寸：车辆中的许多数据流具有非对称性，即一个方向需要高数据速率，而相反方向的数据速率则低得多。两个方向的数据流通过同一根同轴电缆或单根双绞线传输。例如，摄像头的视频数据仅从摄像头向 ECU 的单向传输，而反向传输的数据则是带宽需求低得多的控制数据。与对称实现相比，非对称实现消耗的功耗更少，占用的芯片面积也更小，因为它只需在链路的一端配备高速接收器。“始终在线” 的车辆功能所需的低功耗以及远程唤醒功能，也是不同技术存在差异的领域。

车辆中使用多种连接技术的情况，与个人计算机领域的情况类似：个人计算机可能通过以太网联网，而外设通常使用 USB、DisplayPort 接口、HDMI 或蓝牙等成本效益更高的技术连接。由于外设数量庞大，其连接技术对成本极为敏感。出于同样原因，在汽车中，人们希望通过主机 ECU 控制外设，以最大限度降低外设成本。为此，需要经济高效的技术，从主机端对外设进行控制和供电。

尽管如此，在某些情况下，人们既需要低成本，也希望具备网络特性。例如，在摄像头连接方面，既希望摄像头组件成本极低、功耗极少，又希望能灵活地将数据发送到多个 ECU，甚至发送到大容量存储设备和诊断端口。因此，我们预计未来将出现技术融合的趋势。

通过技术融合迈向统一网络

因此，我们认为未来以太网和串行总线在某些关键方面会变得更加相似。GMSL 和 A2B 等串行总线可能会吸收以太网的优势，而以太网也可能会借鉴串行总线的长处。

串行总线需要标准化、即插即用功能、桥接能力、部分原生网络特性以及硬件抽象。另一方面，以太网正吸收串行总线的优势，例如高效且经济的物理层、安全层、确定性、快速启动、专用应用端点和主机控制。IEEE 802.3dm、E2B 以及 Open Alliance（开放联盟）即将推出的远程控制协议等新兴标准，将有助于最大限度地发挥基于以太网的网络的潜力。

下图对比了未来软件定义汽车（SDV）在技术整合前后的情况：

整合前：多种车载技术面临的挑战

整合后：设计具备灵活性的统一 SDV 网络，搭配集中式软件

更优质的驾驶体验

成功整合这些技术，将使我们更接近未来软件定义汽车的统一架构，并带来更出色的用户体验。对驾驶员而言，最终将实现无缝、安全的更新，其操作直观性堪比智能手机及手机应用的更新。对汽车制造商而言，这意味着从一个车辆平台到下一个平台，可实现平台变体的优化，并提高组件的复用率。

https://www.allaboutcircuits.com/industry-articles/relentless-innovation-is-driving-software-defined-vehicles-into-the-future/

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