過去十年來，車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變得越來越復(fù)雜。雖然車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)量有所減少，但實際部署的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量卻有顯著增加。這就提出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的可縮放性問題，并且要求為滿足各種應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的實際需要而優(yōu)化半導(dǎo)體器件。整車廠在設(shè)計新車型之前，肯定要了解客戶的需求，客戶的需求也就是新車必須具有的特征（Features），而在出廠時這些都變成了具體車型的配置（Equipments）。如此看來，整車廠如何實現(xiàn)用戶需求的特征同時合理的安排配置將對產(chǎn)品的成本起決定性的作用。FPGA曾一度被認(rèn)為是僅用于開發(fā)的解決方案，但如今其價位下降非常迅速，使得許多問題迎刃而解，甚至能以低于傳統(tǒng)ASIC或ASSP解決方案的總體系統(tǒng)成本投產(chǎn)。

　　整車企業(yè)要掌控整車的E/E架構(gòu)定義，能夠?qū)φ?a href="http://www.hbjingang.com" target="_blank">電子電氣系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行基于該架構(gòu)的平臺化開發(fā)，這包括整車電子電氣架構(gòu)設(shè)計、總線通訊拓?fù)浜屯ㄓ崊f(xié)議、單一系統(tǒng)產(chǎn)品平臺設(shè)計等?，F(xiàn)在電子和電氣在汽車整車上越來越不可分割，整個電子電氣的定義和架構(gòu)，即E/E（Electronic /Electronical）架構(gòu)，是整車企業(yè)一定要掌握的。整車電子電氣架構(gòu)，相當(dāng)于汽車電子電氣系統(tǒng)的總布置。

　　車載網(wǎng)絡(luò)電氣架構(gòu)

　　之前很多專用的OEM汽車制造商的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議已經(jīng)讓位于CAN、MOST 和FlexRay等更為標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議。半導(dǎo)體供應(yīng)商可以專心制造符合這些協(xié)議的器件，并使配件供應(yīng)商競爭更加激烈并且紛紛降價，同時也促進(jìn)了汽車OEM制造商之間的模塊互通性。

　　工程師可以按幾種不同方式劃分和制定網(wǎng)絡(luò)策略，例如，一輛汽車可以有一條LIN回路用于后視鏡、一條500Kbps的低速CAN回路用于座椅或車門控制等低端功能、一條1Mbps的高速CAN回路用于車身控制、另一條高速CAN回路用于駕駛員信息系統(tǒng)、一條10Mbps的FlexRay回路用來提供實時駕駛員輔助數(shù)據(jù)，以及一條25Mbps的MOST回路用于在導(dǎo)航或后座娛樂等多種信息娛樂系統(tǒng)內(nèi)部或之間傳輸控制和媒體流。

　　另一方面，低檔汽車可以只有一條LIN或CAN回路，令所有其他模塊幾乎毫無交互操作地獨立工作。不同OEM汽車制造商會以不同方式處理模塊間通信和汽車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而且每種車載平臺都不同，這使配件供應(yīng)商難以開發(fā)既有正確接口又可重復(fù)使用的模塊架構(gòu)。

　　微控制器微控制器是將微型計算機(jī)的主要部分集成在一個芯片上的單芯片微型計算機(jī)。微控制器誕生于20世紀(jì)70年代中期，經(jīng)過20多年的發(fā)展，其成本越來越低，而性能越來越強(qiáng)大，這使其應(yīng)用已經(jīng)無處不在，遍及各個領(lǐng)域。例如電機(jī)控制、條碼閱讀器/掃描器、消費(fèi)類電子、游戲設(shè)備、電話、HVAC、樓宇安全與門禁控制、工業(yè)控制與自動化和白色家電（洗衣機(jī)、微波爐）等。

　　ASIC、ASSP和微控制器具有固定的硬件架構(gòu)，其資源往往不是缺乏就是過剩，毫無靈活性可言。FPGA的可編程性（以及可再編程性）便于增減片上通道（如CAN通道），而且允許重復(fù)使用IP.有了這種靈活性。

　　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的半導(dǎo)體實現(xiàn)

　　FPGA（Field-Programmable Gate Array），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。FPGA的長處不僅在于接口數(shù)量與類型方面的可縮放性。對ASSP、ASIC和微控制器來說，其外設(shè)宏指令是用硬件實現(xiàn)的，因此天生就缺少靈活性。而在FPGA環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)接口IP本身可根據(jù)所用IP進(jìn)行優(yōu)化。

　　在傳統(tǒng)硬件解決方案中，使用CAN控制器的工程師通常只有16、32和64個消息緩沖器這三種配置選擇。根據(jù)系統(tǒng)功能的級別和FPGA外部的可用處理能力，Xilinx的可縮放MOST網(wǎng)絡(luò)接口解決方案包括可配置成主操作或從操作的網(wǎng)絡(luò)控制器IP以及異步采樣速率轉(zhuǎn)換器（ASRC）、數(shù)據(jù)路由器或者復(fù)制保護(hù)用加密引擎等大量IP.

　　這種IP允許優(yōu)化，既能裝入低端解決方案中的較低密度器件，也能裝入高端解決方案的較高密度器件，并且常常在模塊的目標(biāo)電路板上使用相同的封裝外形。另外，對于各主要協(xié)議，業(yè)界已開發(fā)出可完善解決方案的中間件堆棧和驅(qū)動器。

　　各大FPGA供應(yīng)商都有軟微處理器，這些軟微處理器可以在控制功能的架構(gòu)中高效實現(xiàn)，并且其運(yùn)行速度可與某些硬件中嵌入的微處理器媲美。FPGA架構(gòu)的另一大優(yōu)勢是能夠通過使用乘法器或片上硬MAC中的并行DSP處理功能來卸載微處理器和分區(qū)上的處理任務(wù)，從而提高總體性能和吞吐量。

　　可編程邏輯器件已取得長足進(jìn)步

　　可編程邏輯器件已取得長足進(jìn)步，逐漸成為汽車市場的主流技術(shù)。各種可編程邏輯器件在可靠性方面難分伯仲，而FPGA技術(shù)則可以實現(xiàn)可縮放的靈活的集成，這在傳統(tǒng)的ASIC、ASSP或微控制器架構(gòu)中是不可能實現(xiàn)的。開發(fā)周期縮短，可編程邏輯器件供應(yīng)商采用先進(jìn)的工藝技術(shù)以及可編程器件必然帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，這些均促使總體生產(chǎn)系統(tǒng)成本得以降低。

　　隨著車載網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵IP和解決方案日趨成熟以及FPGA架構(gòu)的性能潛力逐漸提高，可編程邏輯器件將在攻克車載電氣架構(gòu)開發(fā)中固有的某些工程難題方面發(fā)揮重要作用。