车联网激起无限应用想象 已经近在眼前了吗？

随着汽车结合通讯技术衍生的各式应用如火如荼的发展、车厂与组件商的大力推波助澜，加上针对LTE车间普及和通讯服务制定的规范建立，预期将加速车联网应用的进展，车联网愿景的实现似乎不再遥不可及…

2015年底，美国运输部（DOT）发布的消息提到，5年后美国所有的新车都将强制配备防止碰撞的车联网（Internet of Vehicles，IoV）装置，也就是车对车（vehicle-to-vehicle，V2V）系统的法规制定计划。该部会的官员并表示，车联网的目的是为了要提供行驶于两线道的驾驶在超越卡车等危险情境前预警，预期将能避免或减轻80%的非驾驶责失撞车意外。DOT、美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）预估此项计划1年后草案将正式底定，在之后的4年内，美国所有轻型车都将强制安装V2V车联网装置。

美国提出这样的法规计划，对半导体厂商或是汽车制造商而言，相当令人狂喜，对吧？赛普拉斯（Cypress）资深产品营销总监Jeff Baer表示，车联网的发展前景是相当肯定的。目前市场上已经可以普遍看到原始设备制造商（OEM）和一线业者（TIer1）推动从蓝牙（Bluetooth）手机连接车上的娱乐系统，或是增加支持Wi-Fi和蓝牙组合的设备，也就是为车辆中的行动装置提供非常丰富连接本地支持，包括驱动程序装置所需的屏幕，以及连接到乘客装置以共享媒体内容和链接因特网的能力，而这已是车联网发展历程中一个常见的功能。可以说，车辆已被业者认为可扮演物联网（IoT）连通装置之一，亦即行动物联网下一个阶段的重要一环。

随着汽车在3C之外成为电子科技产业关注的第四C之后，许多半导体大厂也开始进军汽车电子产业，其中高通（Qualcomm）购并恩智浦（NXP）即是一例；据悉台湾电子五哥也已投入汽车应用相关市场。不仅如此，汽车结合通讯技术可衍生的各式应用也开始如火如荼的发展，尤其在第三代伙伴计划（3GPP）将于2017年第二季发布的Release 14标准，即是针对LTE车间普及和通讯服务所制定的规范，预期将可加速车联网应用的发展，再加上车厂与组件商的大力推助，可以说，车联网愿景的实现似乎不再遥不可及。

车联网的概念虽然已经出现一段不算短的时间，但近期的确有较大的进展。德州仪器（TI）半导体营销与应用嵌入式系统总监詹勋琪指出，车联网分为车内与车外，现阶段的发展着重驾驶与汽车间的关系和互动，且车外传输的距离也以短距离为主，因此有第三代伙伴计划（3GPP）将于第二季推出的Release 14标准，以及发展已一段时间的专用短程通讯技术（Dedicated Short Range CommunicaTIons，DSRC），也就是IEEE 802.11p标准，未来，5G也将成为车联网的重要通讯技术之一。

Baer认为，加入无线连结技术为汽车厂商提供了前所未有的功能——一个强大的链接媒介，可将许多令人兴奋的新信息娱乐和远程信息处理功能带给司机和乘客，同时允许信息在车辆内共享。且汽车的重量总是值得关注，若电线可用无线技术代替，这将直接创造节省整体汽车重量和更有效率的燃油消耗。

现今车辆还收集大量的动态效能、诊断和操作数据，而高性能Wi-Fi为服务装置提供了一个强大的媒介，并从车辆下载这些数据。Baer强调，所有这一切都将转化为强大和令人振奋的新功能，汽车产业向消费者推广，让他们的行动装置能直接在汽车内无缝的使用；对于半导体产业来说，车联网是无线半导体技术一个大胆的新市场，可将业者过去在智能型手机连接领域的研发利用于汽车中。

在智能型手机产业有很大投入与成果的高通亦认为，该公司致力于提供最先进的技术和产品，因此也希望把智能型手机相关技术应用到汽车产业中。就高通观察，未来汽车厂商对汽车的定位是「拥有车轮的智能型手机」，所以也预期将有很多智能型手机相关技术都可以应用于汽车中。

从Wi-Fi、蓝牙到DSRC、5G…等通讯技术陆续加入汽车中，不仅将衍生许多车联网的应用，也会改变现有汽车的架构。

整车管理架构：中央V.S地方分权

现阶段许多汽车已配备先进驾驶辅助系统（ADAS），每一个小系统都有电子控制单元（ECU）控制，以确保各项辅助功能可带给驾驶与行人最高的行车及用路安全。詹勋琪表示，未来车联网的时代，不仅需要更多有线与无线通信技术、各式各样包含雷达、光达（LiDAR）的传感器，还要配备分析数据的芯片，做出判断。

这样的组成架构相对现况势必更加庞大，因此许多业者如英特尔（Intel）、辉达（NVIDIA）积极将其中央处理器（CPU）或绘图处理器（GPU）带入汽车，能借重这些运算能力强大的IC，成为汽车各项系统的主控制核心。

今年美国拉斯韦加斯消费性电子展（CES），个人计算机（PC）产业开发出来的许多高效能处理器有许多的宣传造势，强调未来的汽车绝对需要功能强大、运算能力巨大的处理器。例如高通今年初在CES中也与松下（Panasonic）电子共同合作发布了下一代车载信息娱乐系统；此外高通还与奥迪（Audi）、爱立信（Ericsson）、SWARCO交通系统公司和德国西泽劳顿大学（University of Kaiserslautern）共同进行了关于蜂巢式-V2X（Celluar-V2X）的测试合作。不过，这样的中央集权架构，车厂是否真的会买单？

詹勋琪指出，目前汽车的每一个小系统都是由自己的ECU进行分析、管理，并做出回应，再将结果通报所谓的中央主控系统进行记录，换个形容即为「地方分权」，这样的架构已经普遍受到车厂的认可，更重要的是，没有一个ECU可以把一台汽车所有的功能独立做完。

事实上，汽车各项功能的整合并不如其他产业所想来得「前卫」与容易。以现有的汽车架构分析，可以说是模块化架构分层负责再层层向上，可以降低许多总系统的运算负担，反应也较为实时。若是以单一颗强大的处理器负责所有的事项，不仅处理器的负担会加重许多，处理器本身的散热就会是很大的问题，更遑论在处理大量的资料后，马上传递该做什么的反应信息到子系统，这中间的传输时间如何变得更快。

未来进入到车联网的时代，汽车所要接收与处理的讯息再也不是几百kb，而是海量的信息，多个子系统个别处理或是采用单一主控芯片「掌控全局」，何者能够达到车厂所要的最高安全等级？则得交由车厂与市场进行测试与认定。

信息娱乐系统亦为车联网一体

先前已提到，车联网尚未风风火火发展时，汽车信息娱乐系统（Infotainment system）是汽车内部首个透过个人行动装置添加连网能力的部份。想当然尔，汽车信息娱乐系统未来也将在车联网应用或架构中扮演重要角色。

芯科科技（Silicon Labs）资深产品经理陈子良表示，根据资料统计，汽车市场每年约有1亿台的出货量，而车联网势必改变汽车信息娱乐系统，并衍生更多元的应用情境，成为未来半导体厂商兵家必争之地。举例来说，随着欧盟欲逐渐将传统的模拟调频（FM）广播停用，全面启用数字化的数位音频传输（Digital Audio BroadcasTIng，DAB）；挪威（Norway）已率先响应于2017年全面中止FM服务；英国则预计2020年停用；美国也计划停用FM广播改用数字广播系统；中国大陆甚至推出自有标准中国数字广播（CDR）；印度则是计划采用全球数字广播（DRM）标准。可见，广播讯号数字化已箭在弦上。

不仅如此，广播系统全面数字化后，意味着可以透过广播系统传输信息到车内。陈子良认为，现在的汽车系统已有透过调幅（AM）与FM或是DAB系统收集交通信息的应用，搭配ADAS，将有更多应用会由想象变为真实。未来，车联网架构成形，许多通讯技术，例如最新的5G通讯陆续进驻车内，不仅可以将更多智能型手机或是个人计算机的娱乐应用放进车内，还能让车内的数字广播系统进一步传输影像或是视讯数据，提升车内娱乐体验与行车安全。

图1：车联网时代需要更高的安全性，才能降低数据受黑客攻击的可能性（来源：英飞凌）