物联网（IoT）对现代车辆的影响

Gerd，请介绍一下你自己。你的工作中最吸引你的是什么？

在接受电子技术员培训，以及在大学学习电气工程之后，我在基带集成电路的半导体行业担任过各种职务，工作时间超过八年。自2008年以来，我一直在迈恩德工作，在不同部门担任多个高级职位，并以新的想法和方法积极地塑造公司的未来。自2013年以来，我担任全球研发副总裁，持续构建并拓展了所负责的产品开发（研发）、产品管理、项目管理、创新管理及专利事务等部门的职能。在这个自汽车发明以来最为激动人心的时代，能够积极推动数据通信领域的发展，实为一种殊荣。

IoT（物联网）一词通常被理解为什么，尤其在汽车领域？

IoT是Internet of Things的缩写，即物联网。一般来说，它是由物理设备组成的网络，这些设备通过各个域连接在一起并且可以交换数据。

在汽车行业中的物联网特别是指车辆部件与外部系统的联网。这些物理设备的制造成本越来越低，同时也变得越来越“智能”，功能越来越强大，这使得在不同应用领域的部署和全面联网成为可能，从而形成一个连贯的生态系统。这使得车辆能够实时交换数据，从而提高效率、安全性和易用性。

物联网应用特别有助于推动自动驾驶车辆的发展，实现车辆之间（V2V）和车辆与基础设施之间（V2I）的无缝通信。所有这些发展都得益于“以太网”协议和云解决方案等技术，确保了快速且自主的通信，以及操作的执行。

物联网在汽车行业中扮演着怎样的角色？

物联网在汽车行业的应用多种多样。一方面，这项技术贯穿整个价值创造过程；另一方面，具体的物联网应用已经在许多当前的车辆中实现。在汽车行业中的例子包括工业4.0概念下的生产设备，其机器和生产设备联网，以优化流程并提高效率。这使得生产控制更加精确，提高了质量保证水平，并降低了人为错误的风险。此外，对生产数据进行详细的实时监控和分析，有助于及早发现并解决问题。物联网还通过材料和产品的透明跟踪和管理来影响物流和供应链管理。实时数据分析有助于避免瓶颈，提升整个供应链的效率。在开发阶段，工程师使用物联网数据来设计和测试新车型。通过对联网车辆数据进行分析，可以发现新技术和系统开发的趋势和模式。

车辆中的物联网应用体现在高级驾驶员辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems, ADAS），这些系统提高了驾驶员的安全性和舒适性。此外，车载信息娱乐系统（IVI）的应用为驾驶员及乘客提供了更为丰富的娱乐与信息获取方式。

总体而言，物联网的融入推动了汽车行业的全面网络化和数字化，这不仅会重塑生产流程，也回彻底改变驾驶体验。

如果我们想聚焦于车辆。车载网络，尤其是车载数据网络起什么作用？

物联网由众多相互连接的小型“智能控制单元”组成。这些连接在车辆内部通过车载数据网络实现。从历史角度看，信息交换采用了多种协议，每种协议针对不同的应用场景。对于不超过3～5 Mbit/s的较低数据速率，默认使用CAN总线。FlexRay用于更高的数据速率，而作为互联网基础的以太网协议也已经进入车辆好几年了。这些协议对于确保现代车辆系统所需的大量和快速数据传输至关重要。

此外，诸如时间敏感网络（TSN）等技术，使得联网车辆架构中所需的同步和低延迟成为可能。这对于实现高效且安全的实时数据传输至关重要，而这种传输对于自主驾驶功能和联网车辆而言不可或缺。

在车辆中使用不同的协议是不是很麻烦？

确实，不仅繁琐，而且成本高昂，还会在信息传输过程中耗费时间。然而这些不同的协议各自针对特定的应用进行了优化。缺点在于，跨协议通信只能通过网关（即电子翻译器）来实现。这些网关既增加了系统的复杂性，也提高了成本，并减缓了信息传递速度。因此近年来，为了实现车辆内部更高效且统一的通信，人们不断加大努力，旨在减少不同协议的数量，并更多地向以太网方向发展。

为何选择以太网而非其他协议？

如前所述，以太网是互联网所采用的协议。无论在家中还是办公室，我们都知道计算机或其他设备通过以太网相互连接，以及通过该协议实现互联网接入的方式。支持以太网的设备和半导体元件数以百万计。对于汽车行业而言，面临的挑战在于减少线束中所需铜线的数量，因为八根单独的铜线成本太高了。然而现在成功实现了一种特殊的、与标准兼容的版本，仅使用两根铜线，即所谓的双绞线。这种解决方案提供了现代车辆网络所需的高数据速率和可靠性。

现在不同的协议显然也具有不同的带宽或数据速率。以太网协议能否覆盖所有这些需求呢？

以太网协议已经或正在为不同的数据速率进行规范和标准化。最初的标准是IEEE 100BASE-T1的100 Mbit/s版本。随后是IEEE 1000BASE-T1，支持1 Gbit/s的速率。多千兆位标准化工作正在筹备中。同时也有朝向更低数据速率方向的标准化行动。对于10 Mbit/s，IEEE 10BASE-T1S标准已作出规定。这些进展表明，以太网能够覆盖广泛的带宽需求，从而减少车辆中不同协议的数量，以降低复杂性和成本。

与目前车辆中使用的其他协议相比，以太网在车辆中具有哪些优势？

以太网相对于其他协议有何优势，这是一个很好的问题。这里仅举几个例子。对于ADAS（高级驾驶辅助系统）应用而言，极低的延迟时间非常重要，这样才能最大限度地减少识别和行动之间的时间延迟。以太网在这方面提供了高数据传输速率和低延迟的优势。100BASE-T1作为工业标准，支持在多种应用中使用TCP/IP协议，从而降低复杂性。此外，音频视频桥接（AVB）和时间敏感网络（TSN）等以太网标准使依赖于精确时间同步的新应用成为可能。最后但同样重要的是，使用双绞线（屏蔽或非屏蔽）进行简单布线可节省车辆电气系统的成本，从而实现成本效益。汽车以太网灵活且可扩展，便于与云服务和消费产品集成。此外，还可以使用更少更短的电缆，从而减轻重量并降低成本。最后，以太网能够支持多种物理层，便于适应不同的应用场景。

迈恩德如何帮助物联网在汽车行业中站稳脚跟？

早在委员会的初期讨论中，我们便通过积极的高频技术测量和结果解读，支持新部件的开发。此外，在那时我们已经能够为扩展测量和讨论提供初始样本。与半导体和控制单元制造商的早期技术协调，加快了新部件的部署和评估速度。此外，迈恩德的产品组合涵盖了所有必要的部件以及大批量和高度自动化的批量生产。因此迈恩德是全球行业中从创意到批量生产所有参与者的理想合作伙伴。

Gerd，非常感谢这次有趣的谈话！

*基带集成电路处理和控制通信系统中的基带信号。这些信号直接源自源头，尚未经过调制。