盧偉冰長(zhǎng)文解析K60至尊版 對(duì)Redmi有著里程碑式的意義
在今天的Redmi后性能時(shí)代戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)結(jié)束之后，Redmi總經(jīng)理盧偉冰又帶來(lái)了一篇長(zhǎng)文，詳解了為什么 Redmi 要開(kāi)啟后性能時(shí)代？為什么選擇和 MediaTek、Pixelworks 深度合作？以及后性
現(xiàn)在，越來(lái)越多的輔助駕駛系統(tǒng)之間都在進(jìn)行高速、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。作為一種低成本而且重量很輕的介質(zhì)，車載以太網(wǎng)不但能夠顯著降低重量與成本，更能夠?yàn)檐囕d網(wǎng)絡(luò)提供高級(jí)安全特性和穩(wěn)定性能，是推動(dòng)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)之一。
根據(jù)以太網(wǎng)聯(lián)盟的預(yù)測(cè)，隨著汽車智能化應(yīng)用需求的快速推進(jìn)，未來(lái)智能汽車單車以太網(wǎng)端口將超過(guò)100個(gè)，考慮到近年來(lái)中國(guó)汽車市場(chǎng)龐大的年銷售量，以及高級(jí)輔助駕駛、車載娛樂(lè)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)等已逐步成為智能汽車標(biāo)配的實(shí)際情況，車載以太網(wǎng)芯片的市場(chǎng)規(guī)模之大可想而知。
僅以車載以太網(wǎng)物理層(PHY)芯片為例，來(lái)自中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司的預(yù)測(cè)顯示，2021-2025年，車載以太網(wǎng)PHY芯片出貨量將呈十倍數(shù)量級(jí)的增長(zhǎng)，2025年中國(guó)車載以太網(wǎng)PHY芯片搭載量將超過(guò)2.9億片，市場(chǎng)規(guī)模有望突破120億元，近五年CAGR為30%以上。
以太網(wǎng)最初開(kāi)發(fā)于1970年代，是全球所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的既定標(biāo)準(zhǔn)。與我們熟悉的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相比，適用于2.5Gbps、5Gbps和10Gbps的多千兆車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)由IEEE?802.3ch工作組定義，相關(guān)半導(dǎo)體產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)才能夠滿足汽車行業(yè)嚴(yán)格的環(huán)境要求，并包括系統(tǒng)構(gòu)建者需要的ISO26262功能安全合規(guī)所需的文檔。
在我們以往的認(rèn)知中，能夠進(jìn)行高速、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸；能夠顯著降低重量與成本，是車載以太網(wǎng)技術(shù)最主要的優(yōu)勢(shì)。但實(shí)際上，隨著智能駕駛/自動(dòng)駕駛時(shí)代的到來(lái)，以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)并不僅僅在于高速，而在于它提供的可擴(kuò)展性，從而提供特定功能所需的帶寬。
比如，一些傳感器和執(zhí)行器只需要幾kbps的帶寬，而更復(fù)雜的視覺(jué)系統(tǒng)可能需要Gbps。但以太網(wǎng)的妙處在于，無(wú)論速度如何，數(shù)據(jù)的格式(即以太網(wǎng)幀)都是相同的。這樣一來(lái)，車企就可以使用10Mbps的鏈路連接傳感器，連接到一個(gè)簡(jiǎn)單的交換機(jī)以將許多10Mb數(shù)據(jù)流聚合到更高的帶寬，并使用同一臺(tái)交換機(jī)傳輸需要更高速度的視頻流或信息娛樂(lè)數(shù)據(jù)。
Microchip最近推出了通過(guò)汽車認(rèn)證的10BASE-T1S以太網(wǎng)器件LAN8670/1/2系列，就可將以前需要采用自有通信系統(tǒng)的低速設(shè)備，連接到汽車應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)系統(tǒng)上，從而將以太網(wǎng)的覆蓋范圍擴(kuò)展到通常位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
相關(guān)分析機(jī)構(gòu)指出，車載以太網(wǎng)今后的發(fā)展趨勢(shì)將分為三個(gè)階段：第一階段為面向車載診斷系統(tǒng)和ECU軟件刷新的DoIP協(xié)議的推廣運(yùn)用，以及使用IP攝像頭的駕駛輔助系統(tǒng)；第二階段是將幾個(gè)子系統(tǒng)整合，面向車載智能座艙和智能輔助駕駛的推廣應(yīng)用，如將多媒體，駕駛輔助和診斷界面結(jié)合在一起；第三階段將使用以太網(wǎng)作為車載主干網(wǎng)絡(luò)，集成動(dòng)力總成、底盤和車身控制、智能座艙等，形成一個(gè)跨域汽車網(wǎng)絡(luò)，并逐步引入TSN等新一代以太網(wǎng)技術(shù)。
價(jià)格方面，該機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)稱，預(yù)計(jì)到2025年，平均單車以太網(wǎng)+SERDES芯片合計(jì)價(jià)值量(ASP)約為1250元；到2030年后，L4級(jí)別的車型將搭載100顆以上以太網(wǎng)芯片，假定其中有12顆攝像頭+4個(gè)顯示屏、其余為千兆PHY，加上5個(gè)TSN交換芯片和2個(gè)網(wǎng)關(guān)芯片，屆時(shí)單車以太網(wǎng)+SERDES芯片價(jià)值量預(yù)計(jì)將達(dá)到約4760元。
隨著智能汽車/車聯(lián)網(wǎng)逐漸從概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，很多業(yè)內(nèi)人士開(kāi)始擔(dān)憂作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，未來(lái)的汽車發(fā)展方向?qū)?huì)從原來(lái)一個(gè)完全封閉的系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)完全開(kāi)放的系統(tǒng)，大量非傳統(tǒng)汽車行業(yè)企業(yè)涌入市場(chǎng)，有些甚至沿用消費(fèi)類電子的研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，從而給整個(gè)汽車電子系統(tǒng)架構(gòu)帶來(lái)極大的安全隱患。
以車載網(wǎng)絡(luò)為例，盡管其存在安全隱患的概率非常低，但可能性也是存在的。這意味著只要有足夠的時(shí)間和資源，黑客就可以開(kāi)發(fā)出一整套攻擊方法，并將這些攻擊分送到整個(gè)車隊(duì)。換言之，一種單一、設(shè)計(jì)精妙的攻擊可以產(chǎn)生廣泛的影響，這也是汽車制造商和汽車行業(yè)采取措施確保聯(lián)網(wǎng)汽車安全的原因。
涉及網(wǎng)絡(luò)控制、服務(wù)拒絕、監(jiān)視或信息竊取等內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)安全是需要重點(diǎn)提及的另一個(gè)話題。畢竟許多入口都是需要保護(hù)的，例如以太網(wǎng)OBD端口訪問(wèn)、以太網(wǎng)開(kāi)放端口訪問(wèn)、網(wǎng)關(guān)設(shè)備和固件破壞等，這些只通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)包格式來(lái)提供基本水平的保護(hù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
而采用以太網(wǎng)的另一個(gè)重要好處是該技術(shù)此前一直用于各種類型的通信，存在安全、業(yè)界熟知且經(jīng)過(guò)測(cè)試的系統(tǒng)，因此能夠在網(wǎng)絡(luò)中驗(yàn)證參與者的身份，并加密流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息。而其它類似技術(shù)則需要開(kāi)發(fā)新的安全基礎(chǔ)設(shè)施，并且?guī)缀鯖](méi)有全球生態(tài)系統(tǒng)的支撐來(lái)不斷尋找和解決最新發(fā)現(xiàn)的威脅。
Microchip的安全業(yè)務(wù)部門開(kāi)發(fā)并部署了用于汽車和非汽車應(yīng)用的安全產(chǎn)品，稱之為CryptoAutomotive?IC，它們可用來(lái)驗(yàn)證彼此通信的器件，以確保這些器件屬于汽車；還可加密在網(wǎng)絡(luò)參與者之間傳輸?shù)男畔ⅰ４送猓琈icrochip還有安全的流程系統(tǒng)，幫助客戶插入密鑰和信任證書，防止任何客戶的秘密在進(jìn)入汽車之前被截獲，以確保這些加密器件的整個(gè)制造過(guò)程是安全的。
自動(dòng)駕駛汽車是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，集成了越來(lái)越復(fù)雜的電子組件組合：中央處理器(CPU)、電子控制單元(ECU)、圖形處理單元(GPU)、新聲學(xué)尺寸(NAD)、片上系統(tǒng)(SoC)、傳感器、加速器和存儲(chǔ)設(shè)備。電子元件之間的架構(gòu)和通信不但必須經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，以滿足嚴(yán)格的安全性、可靠性、性能、成本和延遲要求，還需要大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、云連接以及快速、安全和可靠的決策——它就像一個(gè)車輪上的數(shù)據(jù)中心。
下圖是一個(gè)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的體系結(jié)構(gòu)圖，顯示了三種類型的連接數(shù)據(jù)流如何在高性能計(jì)算平臺(tái)中協(xié)同工作。
在圖表頂部，攝像機(jī)使用汽車SerDes聯(lián)盟(ASA)MotionLinkSerDes(紫色)連接到多個(gè)計(jì)算SoC，用于高速串行數(shù)據(jù)，從2Gbps擴(kuò)展到16Gbps，流量數(shù)據(jù)連接的寬度表示其相對(duì)帶寬。
在藍(lán)色圖的底部是兩個(gè)以太網(wǎng)橋，連接到車輛內(nèi)的區(qū)域ECU，基于IP的對(duì)稱點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接帶寬可擴(kuò)展到10Gbps。這些以太網(wǎng)網(wǎng)橋中的每一個(gè)都承載著來(lái)自不同區(qū)域的其他傳感器通信量，可以為新區(qū)域添加額外的以太網(wǎng)到PCIe網(wǎng)橋，以支持?jǐn)U展以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自治。
本地存儲(chǔ)顯示為使用NVMe?技術(shù)的橙色框。多個(gè)計(jì)算源(如SoC和MCU)需要高速訪問(wèn)此存儲(chǔ)，因此互連通過(guò)PCIe交換機(jī)(深藍(lán)色)處理。通過(guò)使用PCIeGen4，對(duì)稱的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接范圍為每個(gè)端口16到64Gbps(4通道)。
可以看出，盡管這三種通信技術(shù)在不同的時(shí)間發(fā)展以支持不同的需求，但異構(gòu)架構(gòu)利用了每種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和權(quán)衡，而PCIe將其全部整合在一起，以實(shí)現(xiàn)最豐富的功能和最經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。
MatthiasKaestner最后強(qiáng)調(diào)說(shuō)，汽車行業(yè)的愿景正在向全以太網(wǎng)軟件定義汽車(SDV)發(fā)展，互聯(lián)區(qū)域ECU、傳感器和設(shè)備由中央ECU控制。對(duì)于“綠地”制造商(全新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)制造商)來(lái)說(shuō)，這種遷移比老牌公司更容易，綠地環(huán)境可以立即全面采用，以便輕松采用全以太網(wǎng)方法。對(duì)于其他汽車制造商來(lái)說(shuō)，遷移到全以太網(wǎng)車輛可能需要一些時(shí)間，要求SDV包括CAN、LIN和其他總線的混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以便通過(guò)主以太網(wǎng)主干網(wǎng)本地連接到某些組件。
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