本文為Microchip汽車業務部門企業副總裁Matthias Kaestner，接受媒體採訪的文字節錄。文中，他針對近期備受關注的汽車乙太網路技術的發展提出看法，並且解析Microchip所將採取的解決之道。

汽車乙太網（Automotive Ethernet），顧名思義，就是一種專門用於汽車數據通訊的乙太網路，它主要的目的是用來達成車載資訊系統的數位化，並進一步實現汽車智慧化的願景。隨著車聯網和自駕車應用的逐步落實，汽車乙太網路的重要性也在近期受到了市場的關注。

事實上，汽車乙太網路並不是新概念，很多解決方案早在2015年，甚至更早的時候就推出了。然而它跟一般人所理解的普通乙太網路技術，仍存在著一些不同之處。

減少系統佈線 汽車乙太網路正快速發展中

Microchip汽車業務部門企業副總裁Matthias Kaestner指出，促使汽車公司採用乙太網技術的主要因素，是將佈線減少到只用一對平衡線，同時具備足夠的可靠性。更重要的是，汽車乙太網半導體產品，是經過專門設計，能夠滿足汽車產業嚴格的環境要求，並包括系統建造商需要的ISO 26262功能安全合規所需的文件資料。

而在實體層連接上，汽車乙太網使用與標準乙太網相同的框架結構和通訊機制，其中也包括所有的安全功能，這就是為何汽車乙太網現在會受到許多人青睞的原因。

至於目前汽車乙太網路發展到什麼階段？Matthias Kaestner表示，像大多數汽車技術一樣，汽車乙太網一開始只在高階、功能豐富的旗艦車型中部署，但現在正在大規模量產的車型中部署，並在汽車產業中快速被採用。由於乙太網路非常成熟，且只有實體層改變用於車輛，因此汽車製造商可以得力於過去50年間，乙太網路被運用在各種應用中所累積的知識。

談到汽車廠對汽車乙太網路技術的態度，以及電動車公司與傳統汽車製造商在採用汽車乙太網路技術的觀點和意願時，Matthias Kaestner認為，大多數汽車製造商若不是正在部署乙太網路，就是正在評估其在下一代車輛中的使用。因為乙太網路構成了車輛的基本通訊骨幹，與車輛使用電動馬達還是內燃發動機無關。

圖一 : 車輛被劃分為各個區域，這些區域彼此通訊以協調車輛需要執行哪些操作。（source：Microchip）

汽車朝向軟體定義 系統架構面向分散式

他表示，乙太網路使汽車製造商可以從硬體驅動的集中架構轉，變為更分散的區域架構，後一種架構需要閘道並轉換資料，以在車輛的各個領域之間傳輸。這種架構使車輛各部分的資料，可供各種運算平臺在標準化的乙太網通訊框架中被存取，以便功能可以由軟體定義。

這種架構可實現更複雜的系統，並簡化診斷、維護和故障排除的難度。此外，它還增強了安全性，因為使用了業界熟知的乙太網專用驗證和加密系統，而不必從頭開始開發新系統。

至於採用汽車乙太網路技術的成本是否較為昂貴？Matthias Kaestner則表示並非如此。他指出，汽車乙太網實際上並不比其他高頻寬技術更昂貴，只是需要時間，從為特定、獨立功能優化的系統，轉移到更靈活、面向軟體的通用通訊機制的架構。

由於必須完成這種汽車電子系的轉移，並使用分散式運算來實現各種系統。過去，每個車輛領域都獨立於其他系統發展，並使用為一個特定功能優化的硬體。如今，車輛被劃分為各個區域，這些區域彼此通訊以協調車輛需要執行哪些操作。軟體已經接管了許多功能，硬體則會更通用。

靈活的可擴展性 增添汽車應用範疇

儘管汽車乙太網路已漸漸躍居主流的位置，但隨著自動駕駛與智慧應用等趨勢的發展，Matthias Kaestner看好汽車乙太網路的框架仍會進一步的擴大。他表示，乙太網的優點並不在於高速，而在於它提供的可擴展性，進而提供特定功能所需的頻寬。

他解釋，一些汽車感測器和執行器只需要幾kbps的頻寬，但更複雜的視覺系統可能需要Gbps。乙太網的妙處就在於，無論速度如何，資料的格式（即乙太網框架）都是相同的。例如，開發者可以使用10 Mbps的鏈路連接感測器，連接到一個簡單的交換器，將許多10 Mb資料流程聚合到更高的頻寬，並使用同一台交換器傳輸需要更高速度的串流視訊或資訊娛樂資料。

因應上述的需求，Microchip近期也推出了通過汽車認證的LAN8670/1/2系列10BASE-T1S乙太網元件，如此便可將過往需要採用自己的通訊系統的低速設備，連接到汽車應用中的標準乙太網系統。至於在開發符合IEEE汽車規範的10BASE-T1S技術方面，Microchip則是主要的貢獻者之一，這項技術藉由將乙太網的覆蓋範圍擴展到邊緣網路的設備，進而簡化了系統設計。

圖二 : Microchip汽車業務部門企業副總裁Matthias Kaestner（source：Microchip）

極佳的安全性 確保車聯網資訊不外漏

此外，乙太網路的另一個重要好處，是能夠在網路中驗證參與者的身份，並加密流經網路的資訊。乙太網一直用於各種類型的通訊，是一種安全、業界熟知且經過測試的系統，其他技術則必須開發安全基礎設施，並且幾乎沒有全球生態系統的支援，可以用以尋找和解決最新發現的威脅。

為了強化車聯網的安全，Microchip的安全業務部門開發並部署了專門針對汽車和非汽車應用的安全產品，稱為CryptoAutomotive IC。

Matthias Kaestner指出，在這一領域，安全提供的配套細節就像設計電子設備一樣困難，Microchip在這兩個領域都擁有專業知識，並已開發出防篡改的半導體產品來實現各種基於標準的安全協議。它們可用來驗證彼此通訊的元件，以確保這些元件屬於汽車。它們還可加密在網路參與者之間傳輸的資訊。

圖三 : 乙太網路的另一個重要好處，是能夠在網路中驗證參與者的身份，並加密流經網路的資訊。

此外，Microchip還有安全的相關配套系統，協助客戶插入金鑰和信任證書，以確保這些加密元件的整個製造過程是安全的。這些配套系統可以防止任何客戶的金鑰在進入汽車之前被截獲。

除了提供汽車乙太網路之外，Microchip也將其與PCIe和ASA結合形成解決方案，對此Matthias Kaestner解釋，PCIe和串列器/解串器（汽車ＳerDes）可以提供比乙太網路更高速的連結，所有這些技術都彼此互補。而Microchip在這些領域都擁有專業知識，可以協助客戶優化其系統，將它們組合起來能夠實現最豐富的功能和最經濟高效的解決方案。