轰鸣的小跑SVM
26-08-14 08:00 微博认证:汽车达人 微博新知博主 汽车博主

#技术巡猎##比亚迪# 你有没有想过,未来一辆车里的摄像头、雷达和几块大屏,可能会共用同一根光纤,同时连接两个甚至更多控制器?车里的摄像头、雷达、显示屏和控制器越来越多,背后是越来越多数据要同时跑。如果每个设备都拉一套独立线束,带宽、重量、接口和布置会一起膨胀。光纤可以提高传输能力,但只把铜线换成光纤,并没有自动解决网络架构问题。

传统无源光网络通常由一个主端带一批从端,结构清楚,却容易把一根光纤固定在一个控制器下面,主端一旦失效,整个分支还可能形成单点故障。比亚迪这个专利做的,是让多个主端共享同一套光网络。专利的基本结构包括至少两个主端、至少一个从端和分光器,彼此通过光纤连接。主端可以是智驾、座舱、整车或其他域控制器,从端可以是图像传感器、雷达和显示设备。下行时,主端信号经过分光器送给从端;上行时,从端数据又能沿共享网络送回多个主端。

那么,两个主端怎样避免同时说话?
方案使用波分、时分或两者组合。波分把信号放到不同波长上,相当于在一根光纤里划出多条通道。时分则给设备分配不同发送窗口。接收端通过滤波和解复用挑出属于自己的信号,共享的是物理光纤,逻辑上仍能区分主端、从端、上行和下行。它也没有把所有终端强行塞进共享网络。对带宽、时延或安全要求更高的设备,专利保留直接光纤连接。普通业务通过分光器共享支路,关键业务保留直达路径,这比单纯追求“全车一张网”更符合工程现实。

真正难的是主端坏掉以后。
多个主端接在同一网络上,只代表硬件有多个入口,不代表另一个主端能自动接管,专利因此进一步加入心跳、故障判断、主备切换和数据同步。热备持续运行并同步状态,切换可能更快,但计算和通信开销更高;冷备平时负担小,恢复业务却需要更多时间。多个主端还必须明确谁是当前控制者、谁只能接收、谁有权在故障后接管,否则物理冗余可能变成逻辑冲突。光网络也有自己的物理课题。分光会分配光功率,连接器、弯折、温度和老化都进入光损预算;车辆振动、水汽和装配公差又比机房更难处理。某个发射器异常占用波长或时隙时,还不能把整条共享链路一起拖死。

共享之后,数据调度也不能只看平均带宽。摄像头持续输出大数据,雷达按周期发送,底盘和车身控制报文的数据量不大,却更在意最坏情况下能否准时到达。时隙表如果只追求把链路塞满,关键报文可能在繁忙时等待太久。因此波分和时分只是工具,真正落地还要补上业务优先级、时间同步、异常抢占和恢复规则。这也是车载网络与普通消费网络最不同的地方,速度之外,还要有确定性。

多个主端共享同一批传感器以后,数据权限也会变化。过去一个摄像头接到哪个控制器,数据通常先归哪个控制器;现在多个主端都可能收到同一份数据,系统必须明确谁能发控制指令、谁只能旁听、谁在故障后获得接管权。否则两个控制器都在线,却对同一状态作出不同判断,冗余反而会制造新的冲突。

这件专利真正想改的是整车通信骨架。
物理层共享光纤,传输层用波长和时隙区分业务,系统层用心跳、同步和切换处理故障。短期内,共享与直连大概率会混合存在;长期看,车内光纤可能从几条高速专线,变成多个域控制器共同使用、还能互为备份的通信底座。

发布于 广东