編者按：
1999年，一部名為《黑客帝國》（英文名《The Matrix》，即矩陣）的電影上映了，影片描述了一個由矩陣組成的世界，當人工智能有了自主意識后控制了矩陣，機器統(tǒng)治著人類；講述了以墨菲斯為首領的人類黑客指引著尼奧進入到矩陣，解救世界的故事。
影片不停地穿梭在虛擬和現(xiàn)實之間，充滿了強烈的科幻風格，又透漏出不少哲理。在世紀之交，人們對互聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展興奮的同時，又普遍感到焦慮，這部電影一時成為經(jīng)典。
時至今日，影片中的有些科幻預言早已成為現(xiàn)實，當年尚不懂得的術語現(xiàn)在就在你我身邊頻繁地使用。作為該片的影迷，小編在寫作這篇汽車以太網(wǎng)的稿件時，腦海中也不斷浮現(xiàn)出影片中場景。
網(wǎng)絡即矩陣，對于正在發(fā)生變化的車內(nèi)網(wǎng)絡，汽車不就是母體嗎？而大家耳熟能詳?shù)腖IN總線，CAN總線和FlexRay總線以及以太網(wǎng)總線等，就權當是車內(nèi)矩陣的不同版本吧。
一
2019年的7月。
尼奧(Neo)醒來后，墨菲斯(Morpheus)遞給他兩顆藥丸，一顆藍色，一顆紅色。尼奧選擇了紅色的那顆，于是，他來到了矩陣(Matrix)之中，先知告訴他：你進入的是這個矩陣的第六個版本。
尼奧快速瀏覽了一遍當前系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)他已來到整車以太網(wǎng)的世界，在他之前的五個版本分別是：LIN總線、CAN總線、FlexRay、MOST和LVDS、百兆以太網(wǎng)。
2.0-4.0版本的代碼還在矩陣中運行，傳動系統(tǒng)仍然殘留著CAN總線的痕跡，線控系統(tǒng)中的FlexRay也還在運轉。在輔助駕駛和影音娛樂域，5.0版本的百兆以太網(wǎng)已承擔起主要流量。
但整個矩陣的控制匯聚在中央計算平臺，中央控制器和分域控制器之間需要更大的帶寬，車內(nèi)的數(shù)據(jù)流將匯聚到這條骨干上。在6.0版本的矩陣之中，以太網(wǎng)總線擴展到中央網(wǎng)關和分域控制器的骨干網(wǎng)絡，傳輸速率達到千兆比特每秒。
“這是一個異構的網(wǎng)絡，以太網(wǎng)收發(fā)器、交換網(wǎng)關和分域控制器將負責協(xié)議間的轉換”，先知解釋到，“矩陣會向下兼容，保證老版本能運行，但是骨干網(wǎng)絡、ADAS和IVI還會繼續(xù)迭代，因為AI正在進攻母體”
“誰?”，尼奧有點不解，”6.0版本的矩陣仍不能保證整車的交換能力？”
“在矩陣之外，有一個更大的網(wǎng)絡正在形成--物聯(lián)網(wǎng)，這是一個規(guī)模更龐大的矩陣，母體需要與之接駁，從中獲取動能”，先知略停頓了一會，緩緩說到: ”AI將會主宰一切，包括你所看到的母體…”
“ 從5.0版本開始，矩陣為什么被以太網(wǎng)占據(jù)？這是母體的選擇嗎？”，尼奧仍然帶著困惑。
“你回溯下版本記錄吧，答案都在里面”
二
尼奧迅速回顧了下版本記錄，找到了變更日志。
在上世紀90年代末，矩陣還是2.0版本時，一些車機廠商意識到CAN總線已不能滿足未來車載網(wǎng)絡的需求，特別是高容錯性和時間確定性方面的應用。
克萊斯勒和寶馬首先開始基于他們上層已有的Byteflight通信系統(tǒng)，研發(fā)更可靠的高速汽車網(wǎng)絡協(xié)議，但是在物理層面，他們亟需突破，于是成立了FlexRay協(xié)會。
鑒于在矩陣1.0-2.0時代，恩智浦在LIN總線和CAN總線控制器放方面的領導地位，整車廠商邀請恩智浦領導FlexRay的物理層標準開發(fā)。
經(jīng)過幾年的標準完善，在2006年，恩智浦推出了第一款FlexRay收發(fā)器TJA1080，寶馬X5成為第一個用戶。在矩陣2.0向3.0升級的過程中，TJA1080在寶馬X5的部署，應是一個里程碑事件，宣告矩陣3.0主干版本的正式釋放。
4.0版本的MOST和LVDS限于某些分域的控制總線，沒有成為主流。
時間來到2008年，這一年，寶馬首次將以太網(wǎng)連接用于車載自動診斷系統(tǒng)OBD中，借此，以太網(wǎng)通信巨頭博通(Broadcom)得以進入汽車市場，從此，博通開始不遺余力地推廣車載以太網(wǎng)技術。
以太網(wǎng)標準在CAN和FlexRay之前就誕生了，不過當時只廣泛應用于數(shù)據(jù)通信領域。從相當長的一段時間來看，以太網(wǎng)協(xié)議都會是局域網(wǎng)絡中傳輸速率最高的通信標準，通過補充協(xié)議的支持，其在容錯性、可靠性方面絲毫不輸FlexRay。
憑借在以太網(wǎng)通信領域的壟斷地位，博通自信滿滿，要跨界進入汽車市場。一個由博通、寶馬牽頭創(chuàng)立的Open Alliance SIG聯(lián)盟于2011年成立了，陸續(xù)地，大眾、通用、現(xiàn)代等整車廠；博世、大陸、法雷奧等Tier1廠商；以及恩智浦、瑞薩、英飛凌、泰科(TE)、莫仕(Molex)等半導體和線束連接器廠商相繼加入。
版本日志上2014年的記錄非常清晰，這一年，寶馬新款X5首先將以太網(wǎng)技術擴展到ADAS系統(tǒng)中，用以支持360度環(huán)視功能。矩陣正式升級為5.0版本，尼奧順手給其添加了備注，標記為車載以太網(wǎng)元年。
每一次版本的更新，都是頭部車廠發(fā)起的自我革命?！翱磥砟阁w本身有自愈的基因”，尼奧似乎明白了一些，”為什么是以太網(wǎng)來修復上一版本的bug呢？”
三
“為了適配外部的未來網(wǎng)絡，母體需要一種可伸縮性的拓撲結構，和快速的、輕型的網(wǎng)絡介質；同時,在可靠性方面，母體有強烈的排異功能，新的矩陣必須適應這點”，先知提醒了尼奧。
搭建在以太網(wǎng)物理鏈路層的網(wǎng)絡，天然具有支持多種拓撲形態(tài)的優(yōu)勢，不論是環(huán)形、星型、樹形或是總線型，皆可任意組網(wǎng)，最大程度為優(yōu)化車內(nèi)各域的空間布局提供方便，并與未來外部網(wǎng)絡同步。
而基于以太網(wǎng)之上的TCP/IP協(xié)議，是目前使用最為廣泛的網(wǎng)絡應用協(xié)議，它豐富的協(xié)議簇支持靈活分隔網(wǎng)絡。從此，矩陣的不同域之間可以設置”物理”隔離、訪問控制、帶寬分配和優(yōu)先級調度；甚至方便地設置堆疊，層級化配置。
連接和傳感器巨頭泰科(TE)，一直在連接器小型化領域浸潤多年，其NanoMQS連接器比常規(guī)連接器件平均減少41%的尺寸空間。
2017年，收購了德國的汽車通訊公司赫斯曼(HCC)后，TE加快了在汽車以太網(wǎng)領域的滲透。相繼推出了Mat-Enet和Mat-AX模塊化可擴展線纜連接器，其中Mat-Enet針對雙絞線介質以太網(wǎng)，自動適配百兆、千兆以太網(wǎng)速率，并擁有支持未來更高數(shù)據(jù)速率的潛力，同時兼容屏蔽和非屏蔽雙絞線；Mate-AX模塊則針對同軸介質，解決了射頻連接器的抗干擾和小型化問題，為將來矩陣的5G天線預留了出口。
對于以太網(wǎng)的可靠性而言，無非是延時和同步的問題，這方面的研發(fā)，首推奧地利公司TTTech。在進入汽車市場之前，TTTech是最低調的明星，服務對象是類似波音和NASA這樣的客戶，為其飛機和載人航天器上的以太網(wǎng)通信保駕護航。
現(xiàn)在，TTTech是汽車以太網(wǎng)市場最炙手可熱的明星。自時間觸發(fā)以太網(wǎng)(TTE)和精準時間同步網(wǎng)絡(TSN)標準提出以來，TTTech迅速將其實現(xiàn)并集成到自己的軟件中，此舉剛好解決了以太網(wǎng)在車內(nèi)太規(guī)模推廣的后顧之憂。2018款奧迪A8，作為全球首個量產(chǎn)的L3級自動駕駛車型，其zFAS系統(tǒng)就是奧迪與TTTech聯(lián)手搭建。
到目前，各路玩家排隊與TTTech合作，三星、英偉達、英特爾和瑞薩的自動駕駛系統(tǒng)上都搭載了TTTech的安全控件；投資與聯(lián)姻者也絡繹不絕，三星的首筆汽車產(chǎn)業(yè)基金就投給了TTTech，2018年，上汽也拉著TTTech成立了合資公司創(chuàng)時汽車科技。
“所有可能存在bug的地方，以太網(wǎng)都能完美解決，難怪6.0及以上版本的矩陣都沿著這個技術迭代”，尼奧恍然大悟，”但是，誰負責設計和運營這個矩陣呢？”
“首席碼農(nóng)，他們是矩陣各控制節(jié)點的設計者，而母體的制造者負責運營”，先知讓尼奧盡快熟悉下代碼之源。
四
在6.0版本的矩陣中，尼奧找到了代碼之源，詳細查看了注釋。
幾個月前的2019慕尼黑電子展上，碼農(nóng)們又聚在了一起，在其中的汽車以太網(wǎng)論壇上，代碼會進行交叉評審，一些系統(tǒng)缺陷需要拿出來討論，并設定下一步的路標。
所有的代碼貢獻者都是熟悉的面孔，尼奧看到了矩陣1.0-4.0時代傳統(tǒng)總線控制器的設計者恩智浦；既有為矩陣5.0傳輸?shù)谝粋€以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的博通，也有目前All In在汽車以太網(wǎng)上的美滿科技(Marvell)；專注于網(wǎng)絡測試儀表的思博倫(Spirent)、線纜及連接器巨頭泰科也留下了身影；尼奧發(fā)現(xiàn)，通信設備廠商華為和思科(Cisco)也赫然在列?？磥?，矩陣6.0的體系結構相當復雜，如此龐大的工程，后續(xù)的迭代只會有更多的超級碼農(nóng)加入。
很明顯，所有的母體建造者都沒有缺席評審會。母體的詳細需求、矩陣下一個版本的概要設計，他們最熟悉；碼農(nóng)們需要及時拿到母體的測試報告和開發(fā)計劃。
深入地閱讀代碼后，尼奧發(fā)現(xiàn)，在一些關鍵模塊上，碼農(nóng)們有交叉修改的痕跡。
源自斯坦福的博通，自從被安華高(Avago)收購后，已經(jīng)由一個技術驅動公司變成純粹財務驅動的公司，其新任CEO Hock Tan似乎只對華爾街負責，他砍掉了所有不賺錢的產(chǎn)品，唯獨留下了當時尚嗷嗷待哺的汽車以太網(wǎng)部門。在下一代的矩陣設計中，博通仍然拿出了領先的基于TSN的交換網(wǎng)關方案BCM53162，這是骨干以太網(wǎng)和分域以太網(wǎng)的核心處理器件。
美滿科技(Marvell)，在當前的矩陣中，暫只占據(jù)著以太網(wǎng)收發(fā)器的優(yōu)勢位置。但是美滿是效率最高的編程者，先是從博通挖來了其第一代產(chǎn)品總監(jiān)Timothy Lau; 兩個月前，又出手售收購了Aquantia，以補充其銅線和光纖收發(fā)器產(chǎn)品，同時儲備了Aquantia針對下一代車內(nèi)網(wǎng)絡的混合速率以太網(wǎng)收發(fā)器。也許，在矩陣7.0版本中，美滿與博通的差距將越來越小。
恩智浦，CAN和Flexray總線的主要貢獻者，在逐漸熟悉了以太網(wǎng)的編程風格后，目前正在拓展其掌控范圍。先是收購了聚焦于以太網(wǎng)收發(fā)器的IP設計企業(yè)OmniPHY，接著又從美滿科技挖來了有多年汽車以太網(wǎng)領域工作經(jīng)驗的Alexander E.Tan，作為其汽車太網(wǎng)解決方案部門的副總裁兼總經(jīng)理。作為一個汽車域控制器領域的骨灰級程序員，恩智浦的新技能必將對On board的新手產(chǎn)生無形的壓力。
一連串眼花繚亂的移位與合并操作后，6.0版本矩陣的代碼風格已經(jīng)奠定，尼奧基本摸清楚了來龍去脈，眼看就要進入狀態(tài)了，“下一版本的路標是什么?”
五
“首要目標仍然是與外部矩陣接駁”先知再次強調，”Multi-Gig以太網(wǎng)會是矩陣7.0版本的實現(xiàn)路徑”
“你可以稱之為混合速率以太網(wǎng)，但主要以千兆(1Gbps)以上速率為主，包括2.5Gbps,5Gbps和萬兆(10Gbps)”，先知繼續(xù)解釋到：”母體的感知單元升級得很快: 激光雷達、毫米波雷達等各種傳感器件會越來越多，攝像頭的分辨率會達到4K，甚至8K級別，這意味著在ADAS域會處理更大的數(shù)據(jù)量”
“那么骨干網(wǎng)絡上，帶寬要求也會相應增加？” 尼奧補充到。
”是這樣！7.0版本的矩陣，據(jù)推算，ADAS域的交換速率會達到2.5Gbps,5Gbps或10Gbps，因此，骨干網(wǎng)絡的基礎必定是萬兆(10Gbps)以太網(wǎng)，甚或40Gbps速率的以太網(wǎng)。大容量的交換芯片，高速率的接口芯片將是除主計算單元外最關鍵的部件”
“外部世界現(xiàn)在是什么版本？”尼奧有點好奇。
“已經(jīng)快逼近香農(nóng)極限”，先知展示了下外部矩陣的控制臺信息，”5G部署后，萬物都會接入他們的矩陣，包括我們的母體。主管道上正在制定400Gbps光傳輸網(wǎng)的時間表，在實驗室，這個速率已達到1Tbps?！?，”這超出了母體的邊界，如果達到40Gbps以太網(wǎng),我們的矩陣會改用光纖介質，況且我們永遠是物聯(lián)網(wǎng)的一個子集”。
先知說完，感覺有些信息仍然沒向尼奧交待清楚，”但是，我們?nèi)员仨毘掷m(xù)地更新迭代這個矩陣，因為AI已經(jīng)入侵”
有點迫不及待，先知神情嚴肅地說到: “在外部世界，有一個叫埃隆.馬斯克的瘋子，剛剛公布了他商業(yè)版圖中最神秘的一個公司Neuralink，和正在研發(fā)的腦機接口系統(tǒng)”
“我在代碼之源中也看到過他的蹤跡！他曾經(jīng)以Tesla的身份修改過內(nèi)核部分的代碼”，尼奧迅速回過神來，有點詫異。
“是同一個ID。Neuralink的腦機接口傳感器最快明年將在人腦上試驗，而iPhone已為之準備了控制和交互的APP”。
尼奧腦海中浮現(xiàn)出一個場景：一輛無人駕駛的汽車，與一個疲憊不堪的司機駕駛的貨車在路口高速交匯。在貨車司機打盹的瞬間，他腦中的意識數(shù)據(jù)被感知單元捕獲，由矩陣傳遞給中央計算單元，分析后貨車的自動駕駛系統(tǒng)立刻接管了矩陣，同時向外部感知單元發(fā)送了最高優(yōu)先級的告警信息；對向行駛的無人駕駛汽車，通過V2X網(wǎng)絡接收到該告警信息，同樣在其矩陣中逆向傳送了該數(shù)據(jù)，中央計算單元做出實時處理…一場災難避免了，有驚無險，你甚至都感受不到任何變化發(fā)生。
看到尼奧沒有反應，先知提示他,“計算一下，如果人腦能控制無人駕駛的汽車，母體需要多大的算力？矩陣需要多快的傳輸速率？延遲必須控制在多少納秒？”
五
尼奧陷入沉思，他沒有心情計算這幾個問題，腦海中又浮現(xiàn)出另一幅畫面：一個邪惡的人，利用一連串欺騙性的意識控制著矩陣，而代碼之源沒能識別出這其中某一個錯誤指令，彌天之禍就此鑄成…他不敢繼續(xù)想象，此刻，他只希望結束這個故事。
回想起服下藥丸之前，墨菲斯曾經(jīng)告誡他：”99%的測試對象會選擇停留在現(xiàn)實之中，或者被動去適應新的矩陣；只有1%的人能夠深入代碼之源，重新定義矩陣。如果選擇藍色藥丸，故事就此結束；如果選擇紅色藥丸，你將到達下一個版本的矩陣，看到一個更為奇幻的世界。”
沒有等尼奧從漫游中切換回來，先知彷佛看出了他的心思，率先打破了沉寂?！蹦扑故荖euralink的使者，你是他第一個實驗對象，藥丸只是幻覺，你再也回不去了…”
尼奧異常震驚，又過了很久，他強迫自己鎮(zhèn)定下來：”那么,我的使命是什么?”
“你是天選之子，第一個進入代碼之源，深度學習矩陣的人”，先知望向了遠方：”在AI不可預知之前，矩陣的迭代不能停止，你必須使其更加健壯，容錯性更強”
尼奧頓時明白了，他是Neuralink腦機接口的第一個測試版本，同時也是矩陣6.0版本的網(wǎng)絡管理員，AI和IVN(車內(nèi)網(wǎng)絡)在相互學習中不斷迭代。
突然，矩陣收到一個數(shù)據(jù)包，尼奧查看了它的時間戳，顯示是2025年，速度與激情正在上演。
