本文作者系Marvell公司連接業務部技術市場總監 Avinash Ghirnikar

雖然以往的數代汽車車型以及未來的汽車都仍然可歸類為汽車，但它們之間卻存在著巨大差異。 而且，可以肯定的是，未來這種差距注定會變得越來越大。當今汽車設計中出現的高度復雜性正在允許引入大量的新功能，從而提高安全性，增加操作性能，提升整體駕駛體驗。

從傳統的機械系統過渡到可以統稱為線控系統（x-by-wire）的純電子方式，可以降低車輛重量，從而提高燃油經濟性。同樣，高級駕駛員輔助系統（ADAS）的出現也為道路使用者提供了更高的安全等級。但這僅僅是一個開始，在未來的幾年中，技術進步將使汽車出現更大的變化。

汽車制造商的一個主要目標是推動“互連汽車”的概念，這將使我們更接近自動駕駛的長遠目標。借助于更廣泛的各種不同通信技術，汽車將能夠支持以前不可想象的功能和性能。

擁有高帶寬以太網有線骨干網支持的無線技術將成為互連汽車的基礎，通過這種無線方式，可以實現車對車（V2V）和車對基礎設施（V2I）的通信。在本文中，我們將討論在未來汽車設計中預計要發揮重要作用的各種無線通信協議。

重要的無線技術

將Wi-Fi融入汽車車型正變得越來越普遍。在目前階段，Wi-Fi設計主要采用802.11ac技術，可以輕松地支持數百Mbps的數據速率。這種無線技術能夠為智能手機等便攜式電子產品提供一種與車載信息娛樂和導航系統連接的方式，并可提供通過其共享蜂窩連接（從而在汽車內部和周圍提供Wi-Fi熱點）的手段。不僅如此，人們還認識到，汽車生命周期的發展速度要比消費類電子產品慢得多。未來的汽車不再像以前一樣具有永久固定的功能，不能從新的技術進步中獲益，未來汽車需要具有一種升級的手段，但又不必為更新汽車功能而必須去尋求服務商的幫助。這意味著通過Wi-Fi實現固件無線（FOTA）更新將具有非常大的優勢。

基于802.11ac的Wi-Fi技術與最新的藍牙無線協議得到了互相補充。藍牙5注定是互聯汽車發展進程中一個非常有價值的技術，它顯著提高了作用范圍（是藍牙4作用距離的四倍）和數據速率（相較以前的技術版本），因此，藍牙5將具有廣泛的用途。除了允許車輛乘客連接其便攜式設備，實現音樂共享和免提等控制功能以外，也擁有許多其他潛在的好處。藍牙5所具備的更高性能意味著車輛能夠與分布在各處的信標實現互動通信，這將構成V2I網絡的一部分。據此，道路收費、擁堵收費和各種有價值的信息服務將能夠得以實現。根據預測，通過使用V2I網絡，交通運行會變得更加平穩，并且會大大減少極度擁堵情況的發生。車輛將能夠從交通信號燈處獲得關于其停止/行進的信息，這樣ADAS能夠確定是不是要進行減速以便在信號燈變綠時準時到達，而不是事先沒有任何信息，在接近紅燈信號時緊急制動。這意味著車輛消耗的燃料將明顯降低。

新興的802.11p標準已經確定將會在車輛上得到廣泛采用。它源于歷史悠久的802.11 Wi-Fi技術基礎，利用了其長期的成功采納和無處不在的現實效果，并經過專門設計使其能夠應對在汽車環境中部署所面臨的挑戰。802.11p位于5.9 GHz頻段，包含7個通信信道（每個10 MHz寬），其中 6個是服務信道，另外一個信道則專注于控制任務。 802.11p的目的是提供超可靠、低延遲的連接，從而能夠實現V2V和V2I通信。未來，它也將在智能交通系統（ITS）應用開始實施時提供支持。通過這種方式，車輛將能夠發出關于它們當前位置、行駛的方向以及速度等數據。在V2I環境下，該技術可用于在汽車和周邊市政基礎設施之間傳輸數據，從而能夠對交通擁堵、事故等進行更為先進的警告，也可以幫助確定哪里有停車位。在V2V環境中，它能夠讓車輛進行彼此間的通信，以便使一個車輛在識別出潛在危險后將信息傳送給附近的其他車輛，從而使它們也意識到這些危險。

本文中討論的這些先進無線技術在實現我們道路上的互連汽車方面注定要起著關鍵作用。由藍牙5實現的作用范圍擴展，802.11ac的強大數據速率功能和802.11p確保在高可靠性、低延遲汽車環境中實現Wi-Fi的完全有效，都具有相當大的吸引力。 Marvell的工程團隊多年來一直在積極參與汽車行業，且充分認識到在提升性能和穩健性(robustness)方面所面臨的挑戰。為了使互聯汽車真正成為現實，需要非常精湛的、高度集成的解決方案，能夠把多種無線技術集成在一個緊湊型、汽車級封裝內。Marvell最近發布的88W8987xA系列就是一個很好的例子，支持AEC-Q100的該無線SoC產品組合中的器件率先支持藍牙5、802.11ac Wi-Fi（Wave 2）和802.11p，為工程師提供了更高的靈活性，以滿足日益增長的車輛對無線連接的需求。

該產品系列包括3個引腳兼容器件：支持藍牙5的802.11ac、支持藍牙5的802.11p和支持藍牙5的可切換式802.11ac / 802.11p。因此，工程師們會擁有各種不同的選擇，使他們能夠遵循更具成本效益的原則，減少平臺上一些不必要的資源。根據汽車型號的需要可以選擇不同的版本，經濟型車型可以選擇具有基本功能的版本，豪華車型則選擇具有更高性能的版本。這些器件能夠在不需要修改PCB的情況下進行互換，因此可以升級汽車車型所支持的功能，從而使其能夠保證未來的需求。