汽车驾驶辅助系统中光纤信息传输技术

对于汽车行业中，汽车驾驶辅助系统的高速光纤信息传输技术之所以得以发展，其中Henry Muyshondt的作用是不可替代的。Henry Muyshondt一直致力于汽车的电子电气化工作，而对于汽车驾驶辅助系统的高速光纤信息传输技术之所以能够被消费电子协会（CEA）认可也是Henry Muyshondt不懈努力的结果。


有研究表明，汽车辅助驾驶系统有助于提高驾驶员的驾驶习惯，并且对提升道路安全、交通效率以及环境保护都有很大帮助。因此，预计市场上将会有越来越多的汽车配备如导航系统、实时路况、功能警告、汽车影像、车距控制以及车道偏离警告等驾驶辅助系统功能。然而，随之而来的亟待解决的问题就是如何将车载信息娱乐系统与汽车驾驶辅助系统进行无缝连接。


先进驾驶辅助系统（ADASs）集成了汽车中许多电子电器系统。因此，汽车驾驶辅助系统就如人体复杂的生理机能实现的原理一样，同样需要传感器（如雷达、影像、超声波等）、处理单元、执行机构（如转向、制动、电子稳定系统、安全气囊等）的协调网络式交互工作。考虑到系统应用的复杂性以及不同车辆之间信息交流的需要，充足的通信网络构架是提高汽车驾驶辅助系统的必要条件。先进驾驶辅助系统（ADASs）增强了车载信息娱乐系统的功能，而且此系统预计将成为未来生态环保型汽车必不可少的部分。


为保证车载信息娱乐系统与汽车驾驶辅助系统能够进行无缝连接，对于通信网络的要求也将相应提升。之所以存在这样的先决条件是因为光纤信息传输系统具有高集成多通道网络、硬件实时响应的确定性、低延时、灵活的拓扑结构、高带宽以及其对安全性、稳定性和优化程度的严格要求等特点。因此，采用内置同步的多通道网络将是系统设计的首选方案。


另外，光纤信息传输技术的稳定性、性价比以及灵活的拓扑结构是其独有的。通过光纤信息传输技术，可以在同一网络内轻松实现数据控制、数据流以及数据分组等并行运算。而且这些数据运算均可以以稳态方式轻松同步。
最新一代高速光纤信息传输技术MOST 150可以通过车载IEEE 802.3以太网通道实现0-50兆/秒的速度进行数据传输。如此一来，全新一代高速光纤信息传输技术（MOST）将成为一个开放的系统，其将兼容所有采用英特网网络协议（IP）的应用程序。其中自然包括无缝集成无线移动设备以及车与车间的或车与基础设施间的数据通信。


最新一代高速光纤信息传输技术采用模块化设计理念，并采用通用化编程数据接口。如此一来，不仅规范了数据接口而且对于统一如同先进驾驶辅助系统（ADAS）中摄像头应用之类的车载信息娱乐平台应用也起到了重要作用。
数据包传输在以太网出现前，计算机系统之间相互分离，相互之间没有可靠的连接。以太网的出现将各个分离的计算机系统可靠连接在一起。通过以太网，各个数据包被重新包装并被赋以地址和控制信息，这样相互分离的计算机系统就可以通过对数据包进行寻址以实现数据包的传输。而且，此数据包传输方式不受时间限制。[page]


高速光纤信息传输技术采用的网络协议（IP）相对于电子邮件、网页浏览以及与时间不相关或相关度不大的数据传输来说作用巨大。采用基础载波监听多路访问/冲突监测（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）构架的以太网存在的问题是其无法进行错误预测，而且当接入的设备数增加时，其需要进行退出后再重新尝试连接，所以其所需时间和所需带宽均相应增加。同时，系统存在不确定性，其系统延迟将存在很大不同。这样对于音频、视频以及一些其他同样采用连续数据流的应用来说将会随时出现中断问题。


车载驾驶辅助系统中应用的控制信息必须在规定的时间范围内到达。通过缓冲可以相应解决问题，但是对于车载摄像机和一些其他驾驶辅助应用来说是不允许出现延时的，因为对于这些设备应用来说延时时间是关系到安全问题的重要因素。针对这种问题，采用基础载波监听多路访问/冲突监测构架的以太网相应做出的解决方案便是对一些不允许出现时间延时的应用专门增置相应硬件，这样缓冲和确定性可以同时存在，但这与光纤传输技术的硬件实时响应的确定性还是有所不同的。


另外，采用基础载波监听多路访问/冲突监测构架的以太网所有网络接口均需要连接到交换机上，因此而产生的硬件费用远超过了以太网收发器的费用。以太网音频视频桥接技术（AVB）为系统硬件增置了系统时钟，系统时钟可为每个数据包提供时间节点，并为带宽预留以及数据包优先级提供了工作机制。

数据流传输
采用网络协议（IP）数据包的寻址信息使得数据传输成本大幅增加。为数据包增加寻址信息以及将数据打包为数据包后其每通过一个设备均需要进行检测，这样造成了带宽的大幅度浪费。同时，数据包传输可能存在系统延迟以及不确定性。另外，数据包需要进行解码，其解码后数据还需将经过不同的A/V解码器进行处理。
高速光纤信息传输技术（MOST）在数据传输、数据流以及数据同步方面有明显的优势。高速光纤信息传输（MOST）控制通道可以设置数据传输构架内流向以及数据渲染处理的位置。通过设置高速光纤信息传输（MOST）控制通道，系统将直接收发A/V数据，这样便省去了信息寻址以及信息计数的成本。
最新一代高速光纤信息传输技术MOST 150在其构架内采用了专用以太网通道，因此，MOST 150数据传输无需为某单一的数据传输协议将数据转换成特定格式。通过采用更高层次的以太网网络管理堆栈以及高速光纤传输技术，MOST 150可直接接收标准以太网数据包而无需对数据包进行任何处理。
最新一代高速光纤信息传输技术MOST 150智能网络接口控制器（INIC）具有与以太网类似的介质访问控制层（MAC）地址，如此一来，以太网数据包可以准确地到达预定物理地址，并且无需经过任何中央交换机或额外的硬件设施便可以传输到标准以太网设备上。另外，MOST 150数据流传输可以并行发送。
在为汽车配备以太网功能时，可以利用现行的整个汽车网络管理构架。面向汽车开发和制造系统的完整的工具链早已存在，并且其有计划将以太网功能应用到目前高速光纤信息传输技术（MOST）上。
高速光纤信息传输技术（MOST）数据流通道无需单独的处理堆栈，数据将被推送至网络内。这将使得数据传输延迟非常低，因此才能与先进驾驶辅助系统（ADAS）完美契合。包括压缩解压缩在内的终端至终端的延迟仅需几毫秒的时间内便可完成。
高速光纤信息传输技术（MOST）已经包含汽车行业所需要的所有的软件层，而且无需新的汽车网络管理堆栈。从技术角度来看，汽车采用何种网络构架无关紧要。因为高速光纤信息传输技术（MOST）对于数据包和数据流均可以完美传输，高速光纤信息传输技术（MOST）仅需单一物理层便可以实现不同构架下各自的优势。