汽車(chē)的「智能化時(shí)代」又將如何構建自己的「神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )」？
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asthma rescue inhalers otc在汽車(chē)智能化的進(jìn)程中，除了車(chē)載CPU、顯示屏以及傳感器的升級外，還有一個(gè)不可或缺的組成部分：總線(xiàn)系統。汽車(chē)解碼之前在介紹特斯拉底盤(pán)時(shí)，曾涉及過(guò)Model S內部的總線(xiàn)設計。
本文，我們來(lái)了解下總線(xiàn)到底是什么？以及它為何對汽車(chē)智能化如此重要？簡(jiǎn)單來(lái)講，如人的大腦要發(fā)號指令，需要神經(jīng)系統去傳遞信息一樣，汽車(chē)也有自己的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”。
ECU無(wú)處不在
最常見(jiàn)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”叫做CAN Bus，Bus即總線(xiàn)的意思。CAN總線(xiàn)是目前最常見(jiàn)，也是最普及的一種汽車(chē)內部通訊協(xié)議，它最早由博世集團制定。目前，除了一些非常低端的車(chē)型，大部分量產(chǎn)車(chē)都采用了CAN作為通訊標準通訊協(xié)議。
CAN本身并不是所謂的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”，它只是這個(gè)網(wǎng)絡(luò )內部各個(gè)節點(diǎn)之間對話(huà)的語(yǔ)言，就如同兩臺遠程計算機之間，可以通過(guò)HTTP或FTP進(jìn)行對話(huà)一樣。在一輛現代化的汽車(chē)上，大致有100~300個(gè)、甚至更多個(gè)ECU，即電子控制單元（Electric Control Unit），來(lái)作為“神經(jīng)節點(diǎn)”。
一輛汽車(chē)能否正常運營(yíng)，就要看這些ECU之間是否配合融洽；而ECU數量的多少，也代表著(zhù)汽車(chē)數字化程度的高低�，F在，越來(lái)越多的機械零部件，被電控零部件所取代。比較典型的例子有轉向助力：液壓助力、電子液壓助力、電子助力，再到線(xiàn)控轉向。ECU已經(jīng)被應用到了汽車(chē)的核心功能上。
這數百個(gè)ECU，在汽車(chē)內部組成了一個(gè)局域網(wǎng)。與外網(wǎng)不同，局域網(wǎng)的信息傳輸特點(diǎn)是，一個(gè)ECU發(fā)出的數據包，所有的節點(diǎn)都會(huì )接收到，但只有承擔該數據包任務(wù)的節點(diǎn)，才會(huì )去執行命令。
舉個(gè)例子，比如剎車(chē)燈。當監控剎車(chē)踏板的ECU，監測到踏板行程有變動(dòng)時(shí)，就會(huì )通知監測尾燈的ECU。此時(shí)，該ECU控制尾燈，并將其通電點(diǎn)亮。這一個(gè)簡(jiǎn)單的操作，其實(shí)背后有至少2個(gè)ECU的配合。
此外，由于汽車(chē)模塊化設計，ECU也分為了不同模塊。比如，發(fā)動(dòng)機有一個(gè)單獨的ECU體系，叫做ECM（Engine Control Module ）。這個(gè)模組由多個(gè)控制發(fā)動(dòng)機不同功能的ECU組成，比如節氣門(mén)的開(kāi)合、燃油噴射劑量、渦輪介入時(shí)機等。
CAN負責組建局域網(wǎng)
要讓所有的這些ECU之間相互配合，需要一個(gè)數據傳輸協(xié)議來(lái)作為“傳令者”。CAN協(xié)議是其中之一，它的全稱(chēng)叫做Controllers Area Network。該協(xié)議誕生于1983年，是全球最大汽車(chē)零部件集團博世的獨家專(zhuān)利。
CAN協(xié)議存在的意義是，它為汽車(chē)的電子化、數字化進(jìn)程起到了巨大推動(dòng)作用。借助CAN協(xié)議，汽車(chē)內部的數百個(gè)ECU，可以在沒(méi)有主機（也就是車(chē)載CPU）的情況下組建一個(gè)局域網(wǎng)。1986年，SAE（汽車(chē)工程師協(xié)會(huì )）正式發(fā)表CAN協(xié)議標準。
其實(shí)，CAN總線(xiàn)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與計算機產(chǎn)業(yè)有效配合的一個(gè)成功典范：在CAN標準被公布后的第二年，也就是1987年，英特爾與飛利浦開(kāi)發(fā)出了全球第一款CAN總線(xiàn)適用的芯片（即ECU）。1988年發(fā)布的寶馬8系，是全球第一款搭載CAN總線(xiàn)的量產(chǎn)車(chē)型。
CAN協(xié)議的普及，讓汽車(chē)大幅度數字化，其意義不僅體現在汽車(chē)電子化程度的提升，也對于車(chē)輛的故障檢修帶來(lái)了革命性的變化。要知道，一輛現代化的汽車(chē)正常行駛，其需要的代碼數量，要遠超于一架波音747客機所需的
OBD接口便是最直接的受益者，這個(gè)在1996年被美國政府強制推行的檢修接口，通過(guò)采集CAN總線(xiàn)的各種數據，可以對車(chē)輛的運行狀況做一個(gè)更精確的評估。甚至在逆向破解后，黑客通過(guò)CAN總線(xiàn)可以遠程控制車(chē)輛。
但是，CAN并非是唯一的車(chē)用通訊協(xié)議。為了彌補CAN協(xié)議在某些方面的不足，汽車(chē)工業(yè)還研發(fā)出了很多其他協(xié)議，比如LIN協(xié)議。相比CAN，LIN的帶寬要更小、承載的數據量更少，但同時(shí)成本也更低，適合應用于一些簡(jiǎn)單的ECU中，比如車(chē)窗升降等。
隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，汽車(chē)內部的數據量暴增。尤其是大屏幕的普及和流媒體技術(shù)的介入，讓CAN總線(xiàn)在某些時(shí)候“力不從心”，已無(wú)法勝任工作。于是，更高級的通訊協(xié)議問(wèn)世了，比如MOST、FlexRay、以太網(wǎng)等。
這些協(xié)議標準，擁有更大的帶寬與更強的穩定性。其中，MOST是一種高速多媒體傳輸接口，專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)內部的一些高碼率音頻、視頻提供傳輸。FlexRay也是一種高速協(xié)議，但不僅限于多媒體傳輸。在自動(dòng)駕駛的奧迪A7中，位于后備箱的車(chē)載CPU（奧迪稱(chēng)之為zFAS）模組，就是依靠FlexRay協(xié)議來(lái)讀取前置攝像頭捕捉的數據。
至于以太網(wǎng)，這本不是專(zhuān)用于汽車(chē)技術(shù)的，而是計算機局域網(wǎng)的標準協(xié)議。與上述多種協(xié)議相比，以太網(wǎng)的傳輸速度是最快的。按照帶寬劃分，以太網(wǎng)可以分為標準以太網(wǎng)（10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)（100Mbit/s），以及10G（10Gbit/s）以太網(wǎng)。注意，與HTTP等超文本傳輸協(xié)議不同，以太網(wǎng)是物理層的標準。
目前總線(xiàn)協(xié)議最發(fā)達的車(chē)型，當屬特斯拉Model S，該車(chē)采用了CAN、LIN，以及以太網(wǎng)三種標準，分別處理不同級別的數據。注意，雖然特斯拉有兩個(gè)車(chē)載CPU（Nvidia Tegra處理器），但其總線(xiàn)依然是局域網(wǎng)架構。
除上述這些總線(xiàn)協(xié)議外，汽車(chē)工業(yè)使用的局域網(wǎng)標準，還有諸如Byteflight、D2B、DC-Bus、IEBus、SPI，以及VAN等多種。這些協(xié)議由不同機構研發(fā)，打破了博世CAN協(xié)議的壟斷。目前已經(jīng)被部分汽車(chē)品牌應用到旗下車(chē)型，但都不如CAN協(xié)議普及。
其實(shí)，CAN協(xié)議不僅應用到汽車(chē)內部，某些外部場(chǎng)景也需要CAN協(xié)議的支持。最典型的就是OBD接口。通過(guò)這個(gè)接口，檢修員可以讀取到車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機運行狀況、機油余量、里程數等信息。
通用、沃爾沃、特斯拉等車(chē)型支持遠程控制，其原理就是手機發(fā)出的指令先到達服務(wù)器，然后被轉發(fā)到車(chē)載通訊模塊。車(chē)載通訊模塊接收到指令后，再通過(guò)CAN總線(xiàn)將指令傳達到各個(gè)ECU。
在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，充電接口其實(shí)也需要CAN總線(xiàn)的支持。無(wú)論是歐標還是美標的接口，其中有一項是CAN協(xié)議通訊接口。這一項的作用，是告訴充電樁電池目前有多少電，這個(gè)數據將從電池組的監控ECU上讀取。
隨著(zhù)汽車(chē)智能化的提升，CAN總線(xiàn)將更多的暴露到外網(wǎng)中，因此汽車(chē)信息安全成為了新的課題。比如特斯拉，就不只一次被車(chē)主和黑客成功破解。此外，隱私問(wèn)題也因此而升級，當車(chē)輛這個(gè)局域網(wǎng)接入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，你的一舉一動(dòng)都受到監控。這就要求，不僅車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器提升安全級別，CAN總線(xiàn)也要從基本層面做好加密、認證、防偽等工作。