PCE和汽车以太网:肩并肩工作,提供汽车实时连接

未来ADAS和车辆连通性如何?

先进的驾驶辅助系统和车辆连通性方面的技术进步要求汽车原始设备制造商重新审视其车辆中使用的数据结构,而"分区"正在成为首选的办法。要在连接到中央计算机的区域架构中实现分布式处理,就需要在长电缆上提供高带宽和低延迟的高速数据主干线。这些是依赖实时数据的安全关键应用程序的基本要求。此外,随着人工智能(AI)和机器学习(ML)日益成为汽车生态系统的重要特征,汽车上的计算量也大幅增加。这篇文章讨论如何 周边元件互联快递 ^® )和汽车以太网相结合,创造出满足这些需求所需的高速主干线。

汽车以太网

针对单双扭对全双工传输的多速XBA-T1标准的发展,使汽车以太网成为各种汽车应用的理想选择,从低速度传感器到提供电子通信接口,以及在区域架构内简化车辆间连接。(2020年发布的)IEEE8.3PH标准进一步提高了数据带宽,最高可达10Gbps,最高可达15米,并支持时间敏感网络和音像桥接(关键),这是相机连接的基本要求。这使OEM能够减小电线束的尺寸和重量,从而产生更省油的车辆。除了物理层(第1层)的进步,这些汽车以太网仍然支持第2层和第3层的成熟协议,启用点对点传输检查,执行到应用程序层。这种网络技术的其他优势包括它对本地操作系统的支持,以及可以改变以太网框架的长度以适应数据有效载荷的大小。

Pcie

在数据中心类型环境中,PCE作为高性能处理元素之间的连接和连接外接卡--例如网络接口卡(NICS)。在汽车环境中,PCI非常适合支持下一代高性能计算(HPC)架构。主要业绩效益包括:

• 可伸缩带宽:PCE带宽随着每一代新一代的增加而增加了一倍,PCE6的PCE传输每秒达到64GIA,使设计人员能够实现一个接口,以满足不断增长的带宽需求。PCE还提供了灵活的连接宽度,其中并行通道允许带宽扩展(高达16倍)到256B/s的最大双向数据速率。

• 超低延迟和可靠性: PCE是一个物理层标准,不依赖于高层次协议的软件处理;因此,它可以以超低的延迟(大约几十纳秒)可靠地传输数据。这允许中央处理单元(CPU)与专用的AI和ML引擎实时接口。

• 直接存储器访问(DMA):PCI不需要DMA数据包(而是使用固定的帧大小)。这有助于优化处理器访问大量共享数据存储资源(如固态驱动器(SSD))的延迟时间。虽然其他接口技术在CPU周期中产生了从另一个位置访问、复制和缓冲内存数据的开销,但处理器可以使用PCE有效地访问共享内存资源,就像它们在本地可用一样。

PCE是基于标准的,已经被多个供应商广泛地用于CPU、图形处理单元(GPS)和硬件加速器。此外,数据处理生态系统的高性能组成部分为作为其主要网络基础设施的PCI提供本地支持。具有非透明桥接(NBT)拓扑的基于苹果的交换织物能够实现性能最高的数据共享。随着汽车OEM转向分布式处理,在高速数据主干线中增加冗余,在板层之外部署本地PCI可能成为一个越来越有吸引力的选择。传统的方法将PCE转换为以太网(通过NIC传输电缆),然后再回到目标控制单元,意味着PCE固有的好处被丢失。使用本地PCE连接高性能或安全临界的SOCS可以使OEM能够利用超低延迟、可靠的数据传输和低开销DMA的好处。