車聯(lián)網(wǎng)激起無限應(yīng)用想象 已經(jīng)近在眼前了嗎？

隨著汽車結(jié)合通訊技術(shù)衍生的各式應(yīng)用如火如荼的發(fā)展、車廠與組件商的大力推波助瀾，加上針對LTE車間普及和通訊服務(wù)制定的規(guī)范建立，預(yù)期將加速車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的進(jìn)展，車聯(lián)網(wǎng)愿景的實(shí)現(xiàn)似乎不再遙不可及…

2015年底，美國運(yùn)輸部（DOT）發(fā)布的消息提到，5年后美國所有的新車都將強(qiáng)制配備防止碰撞的車聯(lián)網(wǎng)（Internet of Vehicles，IoV）裝置，也就是車對車（vehicle-to-vehicle，V2V）系統(tǒng)的法規(guī)制定計(jì)劃。該部會的官員并表示，車聯(lián)網(wǎng)的目的是為了要提供行駛于兩線道的駕駛在超越卡車等危險(xiǎn)情境前預(yù)警，預(yù)期將能避免或減輕80%的非駕駛責(zé)失撞車意外。DOT、美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）預(yù)估此項(xiàng)計(jì)劃1年后草案將正式底定，在之后的4年內(nèi)，美國所有輕型車都將強(qiáng)制安裝V2V車聯(lián)網(wǎng)裝置。

美國提出這樣的法規(guī)計(jì)劃，對半導(dǎo)體廠商或是汽車制造商而言，相當(dāng)令人狂喜，對吧？賽普拉斯（Cypress）資深產(chǎn)品營銷總監(jiān)Jeff Baer表示，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景是相當(dāng)肯定的。目前市場上已經(jīng)可以普遍看到原始設(shè)備制造商（OEM）和一線業(yè)者（TIer1）推動從藍(lán)牙（Bluetooth）手機(jī)連接車上的娛樂系統(tǒng)，或是增加支持Wi-Fi和藍(lán)牙組合的設(shè)備，也就是為車輛中的行動裝置提供非常豐富連接本地支持，包括驅(qū)動程序裝置所需的屏幕，以及連接到乘客裝置以共享媒體內(nèi)容和鏈接因特網(wǎng)的能力，而這已是車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷程中一個常見的功能?？梢哉f，車輛已被業(yè)者認(rèn)為可扮演物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連通裝置之一，亦即行動物聯(lián)網(wǎng)下一個階段的重要一環(huán)。

隨著汽車在3C之外成為電子科技產(chǎn)業(yè)關(guān)注的第四C之后，許多半導(dǎo)體大廠也開始進(jìn)軍汽車電子產(chǎn)業(yè)，其中高通（Qualcomm）購并恩智浦（NXP）即是一例；據(jù)悉臺灣電子五哥也已投入汽車應(yīng)用相關(guān)市場。不僅如此，汽車結(jié)合通訊技術(shù)可衍生的各式應(yīng)用也開始如火如荼的發(fā)展，尤其在第三代伙伴計(jì)劃（3GPP）將于2017年第二季發(fā)布的Release 14標(biāo)準(zhǔn)，即是針對LTE車間普及和通訊服務(wù)所制定的規(guī)范，預(yù)期將可加速車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，再加上車廠與組件商的大力推助，可以說，車聯(lián)網(wǎng)愿景的實(shí)現(xiàn)似乎不再遙不可及。

車聯(lián)網(wǎng)的概念雖然已經(jīng)出現(xiàn)一段不算短的時間，但近期的確有較大的進(jìn)展。德州儀器（TI）半導(dǎo)體營銷與應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)總監(jiān)詹勛琪指出，車聯(lián)網(wǎng)分為車內(nèi)與車外，現(xiàn)階段的發(fā)展著重駕駛與汽車間的關(guān)系和互動，且車外傳輸?shù)木嚯x也以短距離為主，因此有第三代伙伴計(jì)劃（3GPP）將于第二季推出的Release 14標(biāo)準(zhǔn)，以及發(fā)展已一段時間的專用短程通訊技術(shù)（Dedicated Short Range CommunicaTIons，DSRC），也就是IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)，未來，5G也將成為車聯(lián)網(wǎng)的重要通訊技術(shù)之一。

Baer認(rèn)為，加入無線連結(jié)技術(shù)為汽車廠商提供了前所未有的功能——一個強(qiáng)大的鏈接媒介，可將許多令人興奮的新信息娛樂和遠(yuǎn)程信息處理功能帶給司機(jī)和乘客，同時允許信息在車輛內(nèi)共享。且汽車的重量總是值得關(guān)注，若電線可用無線技術(shù)代替，這將直接創(chuàng)造節(jié)省整體汽車重量和更有效率的燃油消耗。

現(xiàn)今車輛還收集大量的動態(tài)效能、診斷和操作數(shù)據(jù)，而高性能Wi-Fi為服務(wù)裝置提供了一個強(qiáng)大的媒介，并從車輛下載這些數(shù)據(jù)。Baer強(qiáng)調(diào)，所有這一切都將轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大和令人振奮的新功能，汽車產(chǎn)業(yè)向消費(fèi)者推廣，讓他們的行動裝置能直接在汽車內(nèi)無縫的使用；對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說，車聯(lián)網(wǎng)是無線半導(dǎo)體技術(shù)一個大膽的新市場，可將業(yè)者過去在智能型手機(jī)連接領(lǐng)域的研發(fā)利用于汽車中。

在智能型手機(jī)產(chǎn)業(yè)有很大投入與成果的高通亦認(rèn)為，該公司致力于提供最先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，因此也希望把智能型手機(jī)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到汽車產(chǎn)業(yè)中。就高通觀察，未來汽車廠商對汽車的定位是「擁有車輪的智能型手機(jī)」，所以也預(yù)期將有很多智能型手機(jī)相關(guān)技術(shù)都可以應(yīng)用于汽車中。

從Wi-Fi、藍(lán)牙到DSRC、5G…等通訊技術(shù)陸續(xù)加入汽車中，不僅將衍生許多車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，也會改變現(xiàn)有汽車的架構(gòu)。

整車管理架構(gòu)：中央V.S地方分權(quán)

現(xiàn)階段許多汽車已配備先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），每一個小系統(tǒng)都有電子控制單元（ECU）控制，以確保各項(xiàng)輔助功能可帶給駕駛與行人最高的行車及用路安全。詹勛琪表示，未來車聯(lián)網(wǎng)的時代，不僅需要更多有線與無線通信技術(shù)、各式各樣包含雷達(dá)、光達(dá)（LiDAR）的傳感器，還要配備分析數(shù)據(jù)的芯片，做出判斷。

這樣的組成架構(gòu)相對現(xiàn)況勢必更加龐大，因此許多業(yè)者如英特爾（Intel）、輝達(dá)（NVIDIA）積極將其中央處理器（CPU）或繪圖處理器（GPU）帶入汽車，能借重這些運(yùn)算能力強(qiáng)大的IC，成為汽車各項(xiàng)系統(tǒng)的主控制核心。

今年美國拉斯韋加斯消費(fèi)性電子展（CES），個人計(jì)算機(jī)（PC）產(chǎn)業(yè)開發(fā)出來的許多高效能處理器有許多的宣傳造勢，強(qiáng)調(diào)未來的汽車絕對需要功能強(qiáng)大、運(yùn)算能力巨大的處理器。例如高通今年初在CES中也與松下（Panasonic）電子共同合作發(fā)布了下一代車載信息娛樂系統(tǒng)；此外高通還與奧迪（Audi）、愛立信（Ericsson）、SWARCO交通系統(tǒng)公司和德國西澤勞頓大學(xué)（University of Kaiserslautern）共同進(jìn)行了關(guān)于蜂巢式-V2X（Celluar-V2X）的測試合作。不過，這樣的中央集權(quán)架構(gòu)，車廠是否真的會買單？

詹勛琪指出，目前汽車的每一個小系統(tǒng)都是由自己的ECU進(jìn)行分析、管理，并做出回應(yīng)，再將結(jié)果通報(bào)所謂的中央主控系統(tǒng)進(jìn)行記錄，換個形容即為「地方分權(quán)」，這樣的架構(gòu)已經(jīng)普遍受到車廠的認(rèn)可，更重要的是，沒有一個ECU可以把一臺汽車所有的功能獨(dú)立做完。

事實(shí)上，汽車各項(xiàng)功能的整合并不如其他產(chǎn)業(yè)所想來得「前衛(wèi)」與容易。以現(xiàn)有的汽車架構(gòu)分析，可以說是模塊化架構(gòu)分層負(fù)責(zé)再層層向上，可以降低許多總系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，反應(yīng)也較為實(shí)時。若是以單一顆強(qiáng)大的處理器負(fù)責(zé)所有的事項(xiàng)，不僅處理器的負(fù)擔(dān)會加重許多，處理器本身的散熱就會是很大的問題，更遑論在處理大量的資料后，馬上傳遞該做什么的反應(yīng)信息到子系統(tǒng)，這中間的傳輸時間如何變得更快。

未來進(jìn)入到車聯(lián)網(wǎng)的時代，汽車所要接收與處理的訊息再也不是幾百kb，而是海量的信息，多個子系統(tǒng)個別處理或是采用單一主控芯片「掌控全局」，何者能夠達(dá)到車廠所要的最高安全等級？則得交由車廠與市場進(jìn)行測試與認(rèn)定。

信息娛樂系統(tǒng)亦為車聯(lián)網(wǎng)一體

先前已提到，車聯(lián)網(wǎng)尚未風(fēng)風(fēng)火火發(fā)展時，汽車信息娛樂系統(tǒng)（Infotainment system）是汽車內(nèi)部首個透過個人行動裝置添加連網(wǎng)能力的部份。想當(dāng)然爾，汽車信息娛樂系統(tǒng)未來也將在車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用或架構(gòu)中扮演重要角色。

芯科科技（Silicon Labs）資深產(chǎn)品經(jīng)理陳子良表示，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，汽車市場每年約有1億臺的出貨量，而車聯(lián)網(wǎng)勢必改變汽車信息娛樂系統(tǒng)，并衍生更多元的應(yīng)用情境，成為未來半導(dǎo)體廠商兵家必爭之地。舉例來說，隨著歐盟欲逐漸將傳統(tǒng)的模擬調(diào)頻（FM）廣播停用，全面啟用數(shù)字化的數(shù)位音頻傳輸（Digital Audio BroadcasTIng，DAB）；挪威（Norway）已率先響應(yīng)于2017年全面中止FM服務(wù)；英國則預(yù)計(jì)2020年停用；美國也計(jì)劃停用FM廣播改用數(shù)字廣播系統(tǒng)；中國大陸甚至推出自有標(biāo)準(zhǔn)中國數(shù)字廣播（CDR）；印度則是計(jì)劃采用全球數(shù)字廣播（DRM）標(biāo)準(zhǔn)?？梢姡瑥V播訊號數(shù)字化已箭在弦上。

不僅如此，廣播系統(tǒng)全面數(shù)字化后，意味著可以透過廣播系統(tǒng)傳輸信息到車內(nèi)。陳子良認(rèn)為，現(xiàn)在的汽車系統(tǒng)已有透過調(diào)幅（AM）與FM或是DAB系統(tǒng)收集交通信息的應(yīng)用，搭配ADAS，將有更多應(yīng)用會由想象變?yōu)檎鎸?shí)。未來，車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)成形，許多通訊技術(shù)，例如最新的5G通訊陸續(xù)進(jìn)駐車內(nèi)，不僅可以將更多智能型手機(jī)或是個人計(jì)算機(jī)的娛樂應(yīng)用放進(jìn)車內(nèi)，還能讓車內(nèi)的數(shù)字廣播系統(tǒng)進(jìn)一步傳輸影像或是視訊數(shù)據(jù)，提升車內(nèi)娛樂體驗(yàn)與行車安全。

圖1：車聯(lián)網(wǎng)時代需要更高的安全性，才能降低數(shù)據(jù)受黑客攻擊的可能性（來源：英飛凌）