i智能 | 無人駕駛連接技術解析

前一陣子， 「李彥宏乘坐無人駕駛車上五環」的話題瞬間佔據各大媒體頭條。先拋開交通違規的反轉劇情不說，僅無人駕駛這個點就足夠讓百度又「火」了一把。

無怪企業拋噱頭，當今，談人工智慧尤其涉及汽車領域，不說無人駕駛似乎你就OUT了。相反，只要跟此技術沾點邊，則會立刻顯得高大上，富有科技Style，誰讓人家是數字化時代下的「當紅小生」叻！就連票房爆棚的《速度與激情8》也將其作為一個重要的吸睛點。

無人駕駛作為未來出行趨勢，承載了消費者和汽車製造廠商的眾多科技夢想。雖然真正實現還有較長一段路程，然在數字化發展過程中足以讓人興奮和聚焦。除了百度外，我們還看到賓士、福特等車企以及零部件巨頭博世、大陸等企業的無人駕駛測試車已經上路。

不僅如此，奧迪近期放出消息，其首款採用無人駕駛技術的量產車型將於2017年推出，而沃爾沃、福特、寶馬則對外聲稱2021年將推出完全自動駕駛汽車，並使其上路…，這意味著無人駕駛將不再是理想化或概念化，而是即將成為現實，走進大眾生活。

不過當由原來的耍酷炫秀真正進入「實戰」時，諸多的挑戰亦伴隨而至，而大數據的傳輸和處理則是當中首要解決的問題之一。大數據分析師、http://BigData-Startups.com創始人馬克·馮·里吉門納姆(Mark van Rijmenam)曾表示，如果無人駕駛汽車每秒生成1GB數據（相當於每秒發送20萬封純文本電子郵件或用電腦上傳100張高清數碼相片），那麼每年產生的數據量將達到約2PB(千萬億位元組)。據了解，里吉門納姆是根據每輛汽車每年行駛600小時(216萬秒)得出這一結論的，或許未來無人駕駛所產生的數據量還不止於此。

因此，如何保障如此龐大數據量的高效傳輸將成為車企面臨的一大難題。設想下，萬一哪個部位出現斷路，抑或被屏蔽，或者網路反應太慢等，導致無人駕駛汽車「卡殼」，那該如何解決？這時你不能像電腦卡死了去重啟，或出現故障了拿去維修，車輛駕駛畢竟關乎人身安全。

可靠的數據傳輸是強制性要求

目前來看，無論是自動駕駛還是無人駕駛，大數據產生及高速傳輸應用主要呈現為以下幾個方面：

1、車載信息娛樂系統（IVI）；隨著消費升級和需求的多元化，我們看到，IVI所呈現的顯示器屏幕增大、數量增多，而所涉及的內容和功能也更多、更詳盡，如3D導航、輔助駕駛、故障檢測、車輛信息、車身控制、移動辦公、無線通訊、車機互聯、基於在線的娛樂功能及TSP服務等一系列應用。

所有應用在給駕乘者帶來前所未有的感官享受和信息需求的同時，也帶來龐大的數據量。而一旦數據傳輸發生問題，聯想到手機和電腦使用過程中的煩擾，恐怕有過之而無不及。

2、高級駕駛輔助系統（ADAS）；汽車智能化的發展，諸如自適應巡航系統、車道偏離預警系統、自動泊車、自動緊急剎車等功能不斷延伸。而隨著技術的進一步發展，基礎感測器、攝像頭、雷達所採集的信息量也會越來越大，而其他車身感測器所需數量亦將會增加不少。所有這些均關係到車輛行駛安全性，數據傳輸方面更是馬虎不得。

而在此方面的傳輸，現有的CAN匯流排已很難滿足需求。目前諸多企業將目光聚焦於成本低、重量輕且效率高的乙太網技術上。

3、車聯網；現在人們更多地將無人駕駛車稱作「智能網聯」車。除智能化外，還涉及車輛到後台（V2B）、車到車（V2V）、車到基礎設施（V2I）、車到用戶（V2U）和/或衛星通信的可靠的空中（OTA）數據流的集中，實現車的聯網功能。如果沒有一定的吞吐量和高效的傳輸方案，無人駕駛只能停留在L2階段止步不前，安全性更不用提。

從以上來看，無論是愈加複雜的人機界面，還是逐步增多的感測器系統，又或是未來的車聯一切，這些都會使高速數據節點的數量倍增。據行業預計，2020年數據速率將遠遠超過12Gbps。

而對於無人駕駛汽車來說，安全是底線，也是最主要的願景。傳輸過程中任何一個節點出現問題或傳輸滯後，造成的後果難以想像。因此，可靠的數據傳輸對無人駕駛來說是強制性要求，而這一標準和要求的實現，則需要可靠的汽車連接系統作為支撐。

無人駕駛的連接解決方案

近年來，隨著汽車電子產品的應用日益增加，推動了汽車連接器應用數量的增長。據估計，每輛汽車預計使用到600~1,000個電子連接器。目前全球汽車連接器約佔連接器產業15%左右，隨著智能網聯汽車的快速發展，未來有望佔有更大的比例。不過如上述所言，隨著無人駕駛的到來，連接器除了要滿足嚴苛環境下的耐高溫、抗震等條件外，還要不斷適應更為複雜的網路架構設計，滿足大數據條件下的高效傳輸需求。相當於要在這個小小的元器件身上再注入更多能量，對於供應商來說，又一次極限挑戰擺在面前。

不過，一些企業在此方面已經開始挑戰和嘗試，並且取得了相應進展。根據大數據的來源和傳輸應用場景，行業領先的連接解決方案提供商TE Connectivity（TE）亦將高速高頻信號在智能網聯汽車上的應用分為三個類別：信息娛樂鏈接、乙太網鏈接和安全鏈接；並圍繞此開發出了相對應的產品系列。

以下為蓋世汽車記者所梳理的部分技術，供行業參考：

HSD連接器平台：為滿足車載娛樂系統顯示屏不斷增大及解析度精度提升的要求，TE開發出了HSD系列產品。據了解，在專有數據傳輸協議下， HSD可達到3Gbps的數據傳輸速率。據相關負責人表示，通過使用下一代傳輸協議，其很快就可以達到6Gbps的速度。

光信號連接器平台：該產品也是專為滿足信息娛樂系統的連接需要而開發的，符合MOST規範的要求。它使用塑料光纖（POF）作為物理層，並以高達150Mbps的速率來運行數據。

HSL介面：現在手機已喊出「充電兩分鐘，通話兩小時」的口號，因此汽車USB充電埠的升級勢在必行。TE的HSL產品已可滿足USB2.0 480MB/秒的傳輸速率，更重要的是，可以支持2.5A的大電流充電。TE表示，未來USB Type-C將成為主要發展趨勢，目前正在開發此方面產品，屆時充電功率將會達到100瓦，也即是說不僅僅手機，電腦充電也會順利完成。

NanoMQS連接器：該產品為了滿足汽車乙太網數據傳輸而設計，提供了用於差分對數據傳輸的解決方案，實現了採用堅固耐用的汽車級端子來滿足100BASE-T1乙太網鏈接的需求。其優點在於，在遵循特殊應用指南的同時，可以靈活地對標準連接器進行重新使用和配置。

MATEnet 模塊化和可擴展連接器平台：該產品亦是汽車乙太網鏈路的關鍵元件，傳輸速率高達 1 Gbps。據了解，通過使用已有的高度調製的數據傳輸技術，MATEnet連接器有潛力以高達6Gbps的數據速率運行。

無論是NanoMQS連接器，還是MATEnet 模塊化和可擴展連接器平台，均是用於ADAS安全系統中功能模塊與處理器之間的連接；而用在攝像頭和處理器之間的則是Fakra 連接器和MATE-AX連接器。

MATE-AX連接器：該產品是下一代小型同軸連接器，專為高速率、頻率高達9GHz的射頻性能以及緊湊高效的體積要求而設計。其電氣性能符合連接和零部件級別信號完整性以及EMI要求，且堅固緊湊的設計擁有不同的變型，適用於不同的環境條件。

WiFi/BT和4GLTE等天線產品：作為主營產品，TE的天線在消費類產品中名列行業第二，未來這種先進的經驗將會被移植到汽車上，以滿足車聯網大數據的傳輸需求。

傳輸途中的多重保護

任何事情不怕一萬，就怕萬一。無人駕駛所面臨的環境是苛刻的，而連接器一旦某個節點出現問題，則會出現牽一髮而動全身的境況。

針對此，TE相關負責人表示，且不說無人駕駛，在已經量產的車型上，不少客戶遇到過在高振動和高溫下連接器突然失效的問題，最無奈的是有時連原因都找不到。這是因為工業類和民用產品用的是單點接觸的連接器，一旦發生問題沒有備選方案。針對此，TE採用了多點接觸的技術方式，設計相對比較複雜，每時每刻都會保證端子有幾個點是通的，不會產生瞬間丟失信號的情況。

而在天線產品上，該負責人亦表示，自動駕駛對抗干擾能力的要求很高，當中包括自身發射的信號不要影響到其他車輛和被其他信號所干擾兩種情況。就連接器產品本身來講，其設計都具有屏蔽抗干擾能力，目前的問題關鍵是要減少對其他外界車輛的影響。此點同樣適用於高壓連接器。

綜上所述，無論是滿足高速傳輸的HSD連接器、或MATEnet連接器，還是天線產品，又或是連接上的多重保護技術，可以看到目前針對無人駕駛的研發已經滲入到細節。除車企外，包括TE在內的供應商亦在從每個節點去為其安全保駕護航，進一步去印證了這種駕駛技術並非僅僅是狂熱，而是腳踏實地地在逐步變成現實。

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