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随着未来自动驾驶汽车对高性能传感器（如千万级像素摄像头、高线程激光雷达、4D毫米波雷达）的需求不断增加，车辆内部的数据传输量将大幅增加，其中包含采集输入设备、骨干网络、冗余网络、交互输出设备等，带宽需求也将迅速提升至50~100Gbps，甚至更高。
然而传统的基于铜导线互连的EEA架构在高分辨率输入输出设备、ADAS、自动驾驶、无人驾驶等高速实时传输场景（如图1所示）时，难以满足超高带宽、超低延迟和良好电磁兼容性的要求。
图1 汽车高速通信场景示意
为应对高带宽、高可靠性、实时性、EMC等车载通信EEA架构的挑战，赫千科技自2020年开始就着手研发采用光纤作为通信介质应用于车载通信网络的域集中式EEA架构，从而适应高配ADAS、自动驾驶、无人驾驶以及未来飞行汽车、AI等场景需求。
域集中式EEA架构基于时间敏感网络（TSN）和音频视频桥接（AVB）技术，旨在满足更高的带宽、更低的延迟以及更好的电磁兼容性等高性能指标的要求。
赫千科技提出一种基于光模组搭建EEA光通信架构，如图2所示，具体方案实施，可以根据OEM厂商的需求进行架构调整并适配。
图2 赫千科技基于光模组搭建EEA光通信架构示意图
EEA光通信架构采用多个光模组和多个区域网关进行连接，区域网关也可以根据实际需要换成其它硬件设备，如T-box、域控制器等。
在硬件设计中，采用连接器或贴装将光模组和区域网关进行连接，以CSI/DSI、SGMII/XFI、CAN/LIN、I2C/SPI/UART、GPIO等接口进行数据和控制信号传输。光模组主要负责光纤信号的收发、ASA摄像头信号和光纤以太网摄像头信号收发、光纤激光雷达信号的收发以及光纤骨干网信号的转发等。
基于光模组搭建EEA光通信架构能够超高带宽、超低延时传输大流量数据并具有良好的EMC性能，同时也能够兼容传统以铜为传输介质的总线（ETH、CAN、LIN），整体方案支持车载以太网和现有非以太网兼容、骨干网和区域网络兼容、高速网络和低速网络兼容，基于已开发的车辆架构方案做适配升级。
图3 赫千科技基于光模组搭建EEA光通信架构实物图
然而，光通信在汽车量产应用中需要通过车规级环境和条件，同时还要求低成本、高可靠性，使得车载光互连的规模应用仍面临诸多挑战。
为了解决光通信在汽车的产业化应用中面临的关键技术问题，赫千科技牵头与全球领先的上游供应商KDPOF展开深度合作并同时整合连接器、光纤线束等供应商，共同加速推进基于1~50Gbps光通信的车载通信系统产品的产业化。
在光纤通信的整车电子电气架构的研发与量产过程中，赫千科技基于KDPOF提供基础芯片，设计软硬件一体化的光模块、配套车规连接器和光纤线束搭建整车电子架构，并在量产车型上进行相关功能验证，如：验证光通讯系统处于不同车规环境时光通信的丢包率、信号传输的损耗、光模块散热、光模块与光学连接器光路耦合方案以及车辆在不同的行驶环境中光学连接可靠性等功能。
赫千科技根据DUT系统测试及实车验证情况提出相应的解决方案，并将涉及基础光芯片存在的技术问题反馈给KDPOF进行解决，如图4为赫千科技与KDPOF关于车载光纤通信产业化问题解决的常态化推进会。
图4 赫千科技与KDPOF车载光通信解决方案专题会
图5是赫千科技应用KDPOF提供元器件开发出其中一款可用于量产的塑料光纤360全景环视产品，图6光纤360全景环视产品采用的高速以太网光纤摄像头实物图。
该光纤摄像头搭配光纤环视主机，可以实现光纤360环视系统和超长距离后视影像。光纤摄像头采用2MP分辨率高品质图像传感器进行数据采集，前处理后通过塑料光纤将图像数据发送至控制器，完成图像显示。
光纤摄像头与铜缆摄像头相比，最高可达40米的稳定传输距离并具有高清和高实时性图像，而铜缆摄像头无中继传输仅为15m。因此赫千科技推出光纤摄像头以及配套系统在大型商用汽车、货车以及卡车应用表现出独特的优势。
图5 高速光纤摄像头传输的360全景环视产品实物图
图6 光纤摄像头实物图
未来较长一段时间内，赫千科技与KDPOF将在车载光通信领域进行深度合作，除了整车通信的EEA架构外，还可以拓展在电动汽车中BMS电池管理系统应用光通信技术。
在此基础上，赫千科技将与KDPOF在光模块与SoC研发制造方面开展合作，在中国汽车产业集群较发达的地区引进光电一体芯片封装技术，共建FAB厂，FAB厂计划将具备1G至10G带宽芯片封装能力。
通过Chiplet技术方案，共同研发低成本、高可靠的适配于车载光通信的光电处理器、光模块以及配套光学元器件的先进CPO封装技术，为多种车载光通信产品的量产应用提供产能保证，并计划在未来研发生产更高带宽的光通信芯片，推动全球整车智能化架构持续升级。
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