汽车通信与晶振技术

汽车行业发展越来越快了，从传统汽车到新能源汽车到智能汽车，汽车技术日新月异，汽车之间通信技术你了解多少呢？而汽车通信技术与晶振产品技术又有什么关系呢？此篇文章将带你了解这些知识，了解到汽车通信与晶振产品更深层次的关系。

CAN

CAN（Controller Area Network）全称为“控制器局域网”，是1983年德国BOSCH公司研发的一种共享式双线串行通信总线，最高传输速率为1MBit/s，具有非破坏性仲裁，分布式实时控制，可靠的错误处理和检测机制等特性。并且ISO标准化组织将CAN通信进行了标准化，因此，目前CAN网络是车载通信的主干网。CAN网络的优势是成本低，可靠性高，可以用于汽车动力系统、底盘和车身电子领域。不足之处是CAN总线属于共享式总线，通信速率相对较低，不能满足汽车总线带宽日益增加的需求。

CAN FD

CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）是BOSCH公司2011年发布的CAN替代总线，在继承了CAN总线的绝大多数特性的同时，弥补了CAN总线在带宽和数据长度的不足，将数据位最大的字节数提高至64字节，最高通讯速率可达8MBit/s甚至更高，显著提高了通信速率，降低总线负载。CAN FD可以兼容传统CAN网络，因此，目前车内的控制网络正逐步的由CAN网络向CAN FD网络迁徙。

LIN

LIN（Local Interconnect Network）通信技术于2001年运用于汽车工业，作为CAN网络的一种补充，属于一种低成本的串行总线技术，LIN总线网络采用单主多从的模式架构，使用单信号线进行传输，主、从节点间的通信有具体的规则，只有主节点需要，从节点才能发送信息，不需要总线仲裁。LIN总线最主要的优势在于相比CAN总线更为低廉的成本，带宽仅有不到20Kbps，多应用于带宽要求不高的系统，如大灯、门锁、电动座椅、灯光等上面。

Flex Ray

Flex Ray于2005年应用于汽车领域，是继CAN和LIN之后的新一代汽车控制总线技术，属于共享式总线技术，带宽可达10Mbps，是一种具备时间可确定性的、分布式时钟同步的、故障容错的总线标准。Flex Ray的主要优势在于相比CAN总线具有较高的带宽，可以满足汽车关键应用的要求，但是同样作为共享式总线技术，其成本却很高，仅适用于豪华车中的线控系统（如悬挂控制、换挡控制、刹车控制、转向控制等）。

MOST

MOST（Media Oriented Systems Transport）是由德国MOST合作组于2001年制定的一个针对汽车领域的多媒体应用通信标准，以解决传统总线不适用于汽车娱乐信息传输的不足。由于MOST通信物理层使用的是光纤传输，采用环形网络拓扑结构，其线束质量轻、抗干扰性强、带宽高、信号衰减少，而最新的MOST-150标准速率可达150MBit/s，可同时传输音像流数据、文本数据等。目前，MOST的带宽性能能够满足汽车的需求，但是它的扩展性差，技术开发周期长，专利技术成本昂贵，难以得到普及，也仅仅应用于中高端车中。

LVDS

LVDS（Low Voltage Differential Signaling）低压差分信号，虽然不是专门为汽车领域设计的，但是它相比于MOST技术有着更低的成本，且最高带宽可达655MBit/s，受到众多普通厂商的青睐，被视为MOST技术的替代产品。但是LVDS技术也有比较严重的缺陷，为了满足汽车严格的电磁兼容（EMC）、电磁干扰（EMI）等要求，它的传输线缆增加了较厚的传输屏蔽层，增加了车重，并且在传输协议上，LVDS属于点对点的图像传输技术，每个接口只能有一个摄像头或者一个视频输出口，严重限制了扩展功能。

TTP/C

TTP/C 是一种基于时分多址方式（TDMA）的时间触发通信协议，主要用于安全关键领域，例如航空电子设备或汽车领域 X-by-Wire 应用，最高传输速度为10 Mb/s，TTP/C 专为满足最高安全要求而开发因此不兼容事件触发系统.TTP/C协议具有严格的时间确定性和完备的容错策略，十分适合作为航空、汽车、铁路等安全关键领域的通用底层解决方案。

以太网（Ethernet）

以太网，准确的说是车载以太网，是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术，与传统以太网使用4层非屏蔽双绞线电缆不同，车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s，甚至1Gbit/s的传输速率，同时还满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。车载以太网同时支持AVB、TCP/IP、DOIP、SOME/IP等多种协议或应用形式。

AVB

AVB(Ethernet Audio Video Bridging)-以太网音视频桥接技术，AVB是对传统以太网功能的扩展，通过增加精确时钟同步、带宽预留等协议增强传统以太网音视频传输的实时性，是极具发展潜力的网络音视频实时传输技术；SOME/IP则规定了车载摄像头应用的视频通信接口要求，可应用于车载摄像头领域，并通过API实现驾驶辅助摄像头的模式控制。

几种总线技术的对比

无线通信

汽车上的无线通信技术（LTE、WiFi、BT、NFC、ETC、5G、C-V2X），在汽车上都有什么用途？

LTE

LTE（Long Term Evolution）中文名叫通用移动通信技术的长期演进，名字有点长，简单来说就是3G与4G技术之间的过渡，是蜂窝式网络中的一种。该技术主要有TDD（Time Division Duplexing，时分双工）和FDD（Frequency Division Duplexing，频分双工）两种主流制式，FDD-LTE在国际中应用广泛，而我国比较常见的是TD-LTE。

LTE技术在汽车上主要用于TBOX（车载终端），这也是汽车上唯一一个能远距离通信的零部件（基本上无距离限制，手机能打电话的地方，它都能够通信），正是它的存在，汽车上才有了紧急呼叫、远程语音播报、远程启动空调等功能。你可以把TBOX理解为一个手机，它内部有通讯模组（3G、4G、5G），有一张SIM卡。因此，LTE是一切远距离通信的基础。

Wi-Fi

Wi-Fi英文全称是Wireless Fidelity，属于无线局域网的范畴。以前通过网线连接电脑，现在则是一个无线路由器，这个路由器会发出无线电波，它覆盖到的有效范围内，电脑/手机都可以上网。Wi-Fi的覆盖范围大概是100米，这个在局域网里还算比较广的。它的传输速度也非常快，可以达到54Mbps。此外，它不需要布线，这个很适合移动办公。在汽车领域，一般车机和TBOX这两个零部件会带Wi-Fi模块，便于车上的乘客用手机连接Wi-Fi上网。但实际上，随着手机流量越来越便宜，车主或乘客也不会去使用车上的Wi-Fi热点，自己手机流量都用不完呢！此外，有些主机厂会基于Wi-Fi给TBOX刷写程序或传输TBOX本地日志，这对售后人员排查车辆问题会很便捷。

BT

BT（Bluetooth）蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。

蓝牙版本发展，从蓝牙1.0、蓝牙2.0、蓝牙2.1、蓝牙3.0、蓝牙4.0、蓝牙4.2、蓝牙5.0、蓝牙5.1，目前最高版本为蓝牙5.2版本为2020年提出的。从蓝牙5.0版本开始，通过结合Wi-Fi，可实现室内定位功能，有效工作距离可达300米，同时功率更低，传输速率可达2Mbps,是蓝牙4.2版本的4倍。

经典蓝牙：传声音（蓝牙耳机、蓝牙音箱）、传大量数据（把蓝牙当作一个无线串口使用）。

BLE蓝牙：耗电低、数据量小（无线鼠标、共享单车锁、心跳带等）；手机和智能硬件。

汽车上带有蓝牙的两个常见零部件仍然是车机和TBOX。车机上主要用于蓝牙音乐，通过手机蓝牙功能与车机的蓝牙相连接，然后通过车机播放手机上的音乐。而TBOX上的蓝牙，则可实现远程寻车或解闭门锁，通常是在地下车库，无4G网络，这个时候，手机可以通过连接TBOX的蓝牙，将指令发送给TBOX，再由TBOX发给其他车内ECU（PEPS无钥匙进入/启动系统、BCM汽车车身控制模块等），进行远控。当有4G网络时，远控一般无需用蓝牙，直接走4G网络远控即可。

NFC

NFC（Near Field Communication）是一种近场通信技术，使用了该技术的设备（如手机），可以在彼此靠近的情况下进行数据交换。NFC的通信距离一般在10cm以内，传输速度有106Kbit/s、212Kbit/s和424Kbit/s三种。高端一点的汽车使用NFC技术后，你可能无需带车钥匙，手机就可以当车钥匙了。用手机开车门，启动车辆将很常见。

ETC

ETC（Electronic Toll Collection）中文名是全自动电子收费系统，在汽车上已经很普遍了，说到底，它也是近场通信技术中的一种，ETC的通信距离一般在10m左右。

5G与C-V2X

5G（5th Generation Mobile Communication Technology）是第五代移动通信技术，你只要知道它相比于4G具有高速率、低时延和大连接的特点就行了。我们可以利用5G网络大带宽、低时延和高可靠的特性实现远程驾驶、车辆编队等应用场景。

C-V2X

C-V2X（Cellular Vehicle-to-Everything）是基于蜂窝网络的车用无线通信技术，主要分为四大类：V2V（Vehicle to Vehicle，车与车）、V2I（Vehicle to Infrastructure，车与路边设施）、V2P（Vehicle to Pedestrian，车与人）、V2N（Vehicle to Network，车与云网络）。

V2X通信的主流技术其实有两种：DSRC（Dedicated Short Range Communication，专用短程通信）和C-V2X（基于蜂窝移动通信系统）。DSRC出现的更早，早期一直是美国推崇的，但C-V2X后来居上，它有更远的通信距离、更高的可靠性，部署成本低，兼容性高，因此在我国得到了很大推广。

上面讲述了那么多汽车的通信技术，你可能会想，这与晶振产品有什么关系呢？其实大家对于晶振产品理解还是太小了，你可能不知道晶振产品被誉为工业之盐，晶振产品广泛运用于频率控制、频率稳定、频率选择和计时系统中，是电路中必不可少的电子元器件，是电子电路中的心脏，所以晶振产品与汽车通信是具有很密切的相关性，如BCM车身控制系统就会用到25MHz、8MHz、20MHz、12MHz等频率，PEPS无钥匙进入启动系统上使用的13MHz、13.56MHz、433.92MHz等频率，NFC技术就会使用27.12MHz，ETC就会使用32.768MHz、12MHz等，汽车光纤通信使用的156.25MHz，ECU汽车专用控制器会使用133.33MHz等，PCIe通信会使用100MHz等，以太网通信会使用到25MHz，ADAS摄像头会使用27MHz，蓝牙技术使用的有16MHz、32MHz、40MHz等多种频率，Wi-Fi技术使用较多的26MHz、40MHz等，乃至Wi-Fi6技术的40MHz、76.8MHz、96MHz等，车机系统使用更多的有8MHz等频率，更不用说到5G、和C-V2X技术使用更多的晶振产品啦，以前一台传统汽车所使用的晶振产品数量为30~40颗晶振产品，但随着汽车产品的不断发展，现在新能源智能汽车大概为100颗左右，估计随着自动驾驶技术的成熟性，后续单车用量可能达到130颗以上，后续汽车通信技术会给晶振产品带来庞大的市场。

我公司-深圳市晶科鑫实业有限公司具有30多年晶振研发生产经验，晶振产品齐全，包括石英晶振、32.768kHz晶振、普通有源晶振、差分输出晶振、温补晶振VCXO、压控晶振TCXO、恒温晶振OCXO、石英晶体滤波器MCF、声表面波谐振器、声表面波滤波器等频率元器件，晶振产品尺寸齐全，目前最小尺寸可达1.2*1.0*0.3mm，是国内晶振技术领先的晶振厂家，其品牌SJK晶振畅销国内外，产品广泛应用于各大产品行业上，包括不限于航天、航海、陆地、军工、汽车电子、通信、消费者、物联网、基建等上面，专业为客户提供晶振一站式服务的优质晶振工厂。