谁能满足自动驾驶Gb/s级数据传输？

CAN是Controller Area Network的缩写，是国际标准化的串行通信协议，它是由博世公司开发的面向汽车的通信协议，经过ISO11519和ISO11898的标准化，它已成为业内通用的汽车网络数据传输协议。

ISO11519 是通信速度为 125kbps 以下的 CAN 低速通信标准，追加新约ISO 11519-2后传输速度最高 125kbps，总线最大长度1Km/40kbps。ISO11898 是通信速度为 125kbps-1Mbps 的 CAN 高速通信标准，通信速度最高1Mbps，总线最大长度为40m/1Mbps。

低速CAN通常用于灯光类、电动窗、门锁、电动椅、遥控门锁、电子仪表、驾驶信息、自动空调、故障诊断等信息，高速can则用于发动机控制、 变速器控制、 刹车控制、 悬挂控制、 ABS等功能。

CAN设立之初，是为了方便车内ECU之间通讯，但随着车内ECU的增多，以及汽车的智能化发展，车内数据的通讯需求，在日益增大，而原有的CAN已经越来越难满足要求。

在美国SAE的标准中，将汽车网络数据传输划分为A、B、C、D四个等级，其中C类是面向高速、实施闭环控制的多路传输，速度最高可达1Mbps，用与车身电子的舒适性模块和显示仪表等设备中。

上述的can协议中，欧洲汽车厂商大多使用“高速CAN”作为C类总线，实际上就是ISO11898-1中位速率高于125kb/s的那部分标准。 美国则在卡车及其拖车、客车、建筑机械和农业设备中大量使用专用的通讯协议SAE J1939。SAE J1939是一种基于高速CAN的比较成熟的车用高层协议，其位速率为250kb/s。 

D类总线划分为低速、高速和无线三大范畴，SAE中的IDB-C（Intelligent Transportation System Data Bus-CAN：基于CAN的智能交通系统数据总线）、IDB-M（IDB-Multimedia：智能交通系统多媒体数据总线）和IDB-Wireless（基于无线通讯方式的智能交通系统数据总线）。

为了满足车内高速数据传输的需求，相继产生了新的高速数据传输协议，如D2B Optical、MOST、IEEE1394、Byte-flight、 FlexRay、TTP、Ethernet、LVDS、MIPI CSI-2等。

D2B是针对多媒体数据通信的一种协议，由英国C&CElectronics公司推动，使用Smart Wire非屏蔽双绞线对或单光纤。奔驰和捷豹等厂商使用了这种协议。D2B的传输速度为5.6Mbit/s。

MOST（Media Oriented Systems Transport）媒体导向系统传输网络协议，是由德国Oasis Silicon System公司开发，得到了BMW、奔驰、哈曼等公司的支持。

MOST是实线传输，而且是光纤线路传输，而且可以是塑料光纤（比较省成本），使用光纤可以让信息传量加大，未来的传输提升潜力也较高，同时也较能坚稳传输（因为没有接地回路，也不受电磁干扰）。

在物理层上,传输介质本身是有塑料保护套、内芯为 1 mm 的 PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）光纤,OEM 供应商可以将一束光纤像电线一样捆成光缆。光纤传输采用 650 nm（红色）的 LED 发射器（650 nm 是 PMMA 光谱响应中的低损耗“窗口”）。数据以 50 Mbaud、双相编码的方式发送,最高数据速率为 24.8 Mbps。

byteflight协议由BMW联合Motorola，Elmos及Infineon公司联合开发，主要用于机动车辆中的安全临界应用。该系统应用在BMW 7系列汽车中，主要用于安全气囊系统中时间临界(time-critical)数据的传输。

另外，还可用于传输车身及底盘电子系统的相关数据。byteflight的传输速率为10Mbps，采用塑料光纤作为传输介质。

FlexRay总线是由宝马、飞利浦、飞思卡尔和博世等公司共同制定的一种新型通信标准，专为车内联网而设计，采用基于时间触发机制，具有高带宽、容错性能好等特点，在实时性、可靠性和灵活性方面具有一定的优势。

FlexRay具有高速、可靠及安全的特点. FlexRay在物理上通过两条分开的总线通信，每一条的数据速率是10MBit/s。

FlexRay支持先进的汽车高速控制应用的未来要求，通信协议由"TDMA"和"事件"两部分构成。"TDMA"在启动时根据所有后续参与的节点定义，是唯一的传输通道标识符。

"事件"部分的节点采用Bytefligh协议。可以说FlexRay 是从Byteflight 之上发展起来的。FlexRay 即保证了系统对于安全性的要求，设计了很高的通信带宽水平和容错能力，又尽量保持灵活性，降低节点成本。

系统高度可扩展，从单通道总线到双通道多星型拓扑结构。甚至允许在一个系统中同时有单通道和双通道的节点。

TTP (Time-triggered protocol)原先应用于航空产品，安全性设计非常严格，基于严格的TDMA时序安排，具有非常可靠和容错的特性。系统中包含的每一个节点都和其他节点由两个重复的通道连接。这些节点可以被复制，并分组成为容错单元(FTUs)来弥补通信错误。

由于重复信息同时在两个不同的通道上发送，所以传输信息的时间和量值都被复制。该协议的节点成本比其他协议的成本更高。 其中 TTP/C 属于C类协议，用于实时控制。

IDB-1394为采用IEEE1394技术的智能传输系统数据总线，其传输速度高达400Mbps的数字网络，适用于传输高质量视讯、多声道音讯以及信息娱乐应用中的高速数据。

由于过去IEEE 1394传输标准在日本的消费性电子业界受到很大的重视，所以IDB-1394芯片亦由日本的厂商抢先推出，未来在所有汽车电子系统的发展中，车用娱乐也将会是最早开发及应用的一块。

Ethernet是以太网，原本以太网只见于PC、网络设备等，近几年它的身影也出现在汽车端。目前在汽车上最先进的车载以太网技术是使用低廉的非屏蔽双绞线，100MBits/s速率传输影音数据。这一技术称为BroadR-Reach技术，并被OPEN Alliance SIG联盟[1]标准化。

该联盟的下一目标是推广以太网作为车载网络，到2015年应用到汽车的娱乐和辅助驾驶系统。部分OEM厂商预测，最早2018年以太网将成为关键汽车技术。

随着自动驾驶的发展，车载以太网现有的传输速率显然不能满足日益增长的要求，而以太网技术本身经历了标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）和千兆以太网（Gigabit Ethernet）的发展，因此业内对以太网在汽车上的应用持乐观态度。

LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB 线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。

IEEE 在两个标准中对LVDS 信号进行了定义。ANSI/TIA/E IA -644 中，推荐最大速率为655Mbps ，理论极限速率为1.923Gbps。

MIPI（Mobile Indstry Processor Interface）移动行业处理器接口，成立于2003年，组织涵盖众多业内知名芯片厂商，包括ARM、飞思卡尔、英特尔等。

MIPI CSI-2是移动行业中使用最广泛的相机接口。它因其易用性和支持广泛的高性能应用程序而得到广泛采用，包括1080p，4K，8K及以上视频以及高分辨率摄影，应用范围包括信息娱乐，安全或基于手势的控制的汽车智能车应用。

MIPI CSI（MIPI Camera Serial Interface）是MIPI中的摄像头协议组，另外还有基带、应用处理器、显示接口的工作组。

最新版本MIPI CSI-2 v2.1可以在MIPI联盟的两个物理层中实现：MIPI C-PHY SM v1.2和MIPI D-PHY SM v2.1。它向后兼容所有以前的MIPI CSI-2规范。

性能是通道可扩展的，例如，使用三通道（九线）MIPI C-PHY v1.2接口提供高达24 Gbps，或使用四通道（十线）MIPI D-PHY提供18 Gbps MIPI CSI-2 v2.1下的v2.1接口。 

在汽车智能化过程中，越来越多的高清摄像头进入了汽车零部件的采购范畴，传统720P的摄像头数据量庞大，除了在环视中使用，结合深度学习的图像识别应用，也愈发广泛。

对数据的精度、延时性要求都在增加，如何保证多路摄像头的数据高效、稳定的传输到处理器当中，成了众多自动驾驶公司需要解决的难题。MIPI CSI传输协议高效的传输速率，成了很多自动驾驶公司的一个选项。