如何應(yīng)對汽車高速連接的挑戰(zhàn)？非屏蔽雙絞線傳輸實(shí)現(xiàn)4Gbps數(shù)據(jù)傳輸

從福特T型汽車到現(xiàn)在的特斯拉，汽車的電氣化程度變化很大。隨著雷達(dá)、LiDAR和V2X等技術(shù)的革新，汽車正在變成一個“車輪上的數(shù)據(jù)中心”。對于汽車內(nèi)的各種不同的連接和數(shù)據(jù)傳輸也提出了更高的需求。我們需要更高的帶寬、更低的延時(shí)。當(dāng)然我們還希望整體的設(shè)計(jì)能夠更加的簡單，同時(shí)具有更好的靈活性。

Valens提供的HDBaseT技術(shù)可以在一根非屏蔽雙絞線上就可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)4Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且在這一根線上可以連接數(shù)據(jù)、音頻、控制信號、USB、PCIe多種接口。這項(xiàng)技術(shù)最初只是應(yīng)用于專業(yè)音視頻領(lǐng)域，但是幾年前Valens意識到汽車正在成為一個“車輪上的數(shù)據(jù)中心”， 應(yīng)用到非常嘈雜（車內(nèi)繁多的線纜、連接器和設(shè)備導(dǎo)致高的電磁干擾）的汽車環(huán)境中，以滿足日益提高的帶寬需求。

21ic針對這一行業(yè)頂尖鏈路技術(shù)對Valens的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了采訪，以下是部分問答實(shí)錄。

HDBaseT技術(shù)是什么？

Valens公司的HDBaseT汽車技術(shù)是最穩(wěn)定可靠的超高速鏈路技術(shù)——信號傳輸速度的提升以及線纜長度都將影響信道性能。通過結(jié)合物理層調(diào)制技術(shù)（PAM-16動態(tài)調(diào)制與鏈路級重傳）、噪聲消除和錯誤處理技術(shù)，Valens優(yōu)化了信道利用率，并在單根非屏蔽雙絞線上實(shí)現(xiàn)了幾千兆碼率的傳輸，從而達(dá)到了更好的性能。此外，使用基于硬件的編碼和高度優(yōu)化的DSP算法，Valens能夠在同一個鏈路上同時(shí)支持多個不同的原生信號接口。HDBaseT的主要優(yōu)勢之一是能夠?qū)⒉煌慕涌冢〝?shù)據(jù)、音頻、控制信號、USB、PCIe等）聚合到一條線纜上。有幾個因素會影響延遲效果，例如帶寬、不同的接口、所使用的線纜/線材、傳輸距離、壓縮、處理時(shí)間、軟件協(xié)議棧以及電磁干擾。

Valens公司目前的芯片組能夠通過非屏蔽雙絞線傳輸高達(dá)4Gbps的數(shù)據(jù)，包括2.5Gb以太網(wǎng)——這在市場上是第一次實(shí)現(xiàn)！使用兩條雙絞線則可將帶寬提高一倍至8Gbps。如果需要更高的帶寬，就需要使用到屏蔽線纜。需要強(qiáng)調(diào)的是，HDBaseT 汽車技術(shù)可以使用已有的標(biāo)準(zhǔn)通道。得益于先進(jìn)的物理層和電磁兼容（EMC）性能，它可以實(shí)現(xiàn)比其他技術(shù)更高的帶寬。例如，我們可以使用與汽車1Gbps以太網(wǎng)（1000Base-T1）相同的通道（電纜、連接器、距離），但是卻能夠在相同的通道上支持2Gbps和4Gbps信號帶寬。

接近零延時(shí)的秘訣是什么？

通過支持更高的帶寬，Valens可以保證更低的延遲。壓縮盡管通常被認(rèn)為擁有高傳輸速率，卻并不是最佳選擇，因?yàn)樗鼤黾友舆t。Valens技術(shù)通過高度優(yōu)化的硬件編碼，將本地接口聚合在單根線纜上，由此得以實(shí)現(xiàn)更低的延遲（相較于軟件協(xié)議棧解決方案）。對于電磁干擾（EMI），雖然丟失的數(shù)據(jù)在噪聲消除之后可以重新傳輸，但需要做緩存處理，這無疑會增加延遲。這樣過程會變得更加復(fù)雜——如果數(shù)據(jù)只在噪聲干擾時(shí)進(jìn)行緩存，就會在傳輸中產(chǎn)生抖動（數(shù)據(jù)傳輸延遲差異），這意味著每個信號都必須增加緩存來補(bǔ)償這種抖動。同理，緩存越多，產(chǎn)生的延時(shí)就越長。有些應(yīng)用信號容易受到抖動的影響，比如視頻和音頻。有些信號則不易受抖動的影響，如PCIe和USB，但實(shí)際上這些信號對延遲更敏感。

Valens為這兩種情況都提供了解決方案：

l  固定的延遲能夠減小對抖動敏感的應(yīng)用的緩存大小，通過減小緩存來降低延遲。

l  最小延遲允許對延遲敏感的應(yīng)用以最小的延遲來接收數(shù)據(jù)，而抖動可以由接口原有的機(jī)制處理，比如流控制。

這種為每個接口提供不同的靈活的處理機(jī)制帶來了更低的延遲和更好的性能。

如何優(yōu)化汽車整體結(jié)構(gòu)？

Valens的優(yōu)點(diǎn)之一是支持分域、集中和分布式架構(gòu)，這可以優(yōu)化整個系統(tǒng)，減少必要的計(jì)算單元、線纜、連接器和芯片組的數(shù)量，從而降低系統(tǒng)成本。在同一鏈路上聚合不同接口的能力也有助于實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，同時(shí)滿足汽車中不同應(yīng)用的傳輸需求，例如信息娛樂、遠(yuǎn)程通信、ADAS、組網(wǎng)等。線束（所有線纜和連接器）是汽車制造中勞動密集和最復(fù)雜的部分之一，也是尚未實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的環(huán)節(jié)之一。利用HDBaseT車載連接技術(shù)可以有效減少線束和連接器的數(shù)量，進(jìn)而改善整個生產(chǎn)過程。正如我們之前所述，我們意識到高速車載連接的需求與日俱增，我們的技術(shù)能為該領(lǐng)域帶來更多益處。

如何看待中國市場？如何參與？

我們在中國看到了許多機(jī)遇——中國不僅是世界上最大的汽車市場，也是增長最快的市場之一。中國正走在新汽車市場的技術(shù)前沿，許多新能源汽車初創(chuàng)企業(yè)都在專注于自動駕駛技術(shù)的研發(fā)。Valens先進(jìn)的解決方案非常適合這個領(lǐng)域，能夠?yàn)槲磥碥囕d連接系統(tǒng)提供最合適的解決方案。Valens解決方案是一個硬件（芯片級）解決方案，因此不需要任何軟件或驅(qū)動程序開發(fā)，這大大簡化了我們客戶的設(shè)計(jì)周期，也節(jié)省了客戶的精力和時(shí)間。

盡管Valens是在幾年前才開展汽車領(lǐng)域的業(yè)務(wù)，但我們已在該行業(yè)取得了一些重要進(jìn)展——我們的設(shè)計(jì)贏得了戴姆勒（Daimler）的認(rèn)可，首批搭載Valens芯片組的汽車將于2020年落地量產(chǎn)。我們也已經(jīng)與世界各地的整車廠和一級供應(yīng)商建立了合作關(guān)系。這些公司包括Aptiv、電裝（Denso）、博澤（Brose）、三星（Samsung）等。

我們已經(jīng)與中國的幾家整車廠和一級供應(yīng)商進(jìn)行了合作，相信我們在推進(jìn)車內(nèi)互聯(lián)互通方面有更多合作空間。