汽车网关：它是什么，为什么自动驾驶汽车和网联汽车需要它，以及谁拥有它？

汽车网关，也称为车辆连接网关（CVG, Connected vehicle gateway）或者汽车连接网关(CCG, Connected car gateway)，是允许车辆与外界通信的车辆入口点(entry point)。

这个入口点，我们称之为中央集线器，它不仅与外界通信，而且还提供可靠和安全的无线通信。更重要的是，由于现在车辆的功能和特征不断增长，比如，我们可以使用各种网络接口，包括局域互联网络(LIN)、控制器局域网络(CAN)，以及以太网等等。车辆的网关必须能够与任何，以及所有这些独特的协议，及其范围跨度很大的不同数据速率进行有效通信。

当然，网关还必须处理所有接收到的数据，这些数据来自各种不同车载网络方案，包括非关键传感器、信息娱乐系统的音乐和视频流，以及与高级驾驶辅助系统(ADAS)相关的关键和安全信息。而且，由于网联汽车像我们的智能手机一样，变得越来越智能、复杂和高效，因此，汽车网关也必须为下一代无线接口做好准备，比如5G、多千兆位网络(multi-gigabit speed)，以及更先进的GPS系统。

汽车网关与众多网络接口通信。

网联汽车与自动驾驶汽车

“网联”汽车必须依赖于连接。如果网联汽车失去了与外界的连接，会发生什么？或许您的电话，或视频聊天会中断；又或者车上的乘客将不能完整观看他们离家后一直在观看的在线文件；或者，最糟糕的是，也许您会丢失卫星导航地图，让您不得不打开贮物箱内的纸质地图，不过，现在谁还会没事带着纸质地图呢？！

关键是，当网联汽车（千万不要与自动驾驶汽车相混淆）失去与外界的联系时，并不会发生任何危险的事情。但是，这是一个很大的但是，当一辆自动驾驶汽车（即自动驾驶汽车或无人驾驶汽车）失去与外界的连接时，可能会产生严重的后果，包括发生伤害和/或死亡的汽车事故、汽车在路上失控，甚至突然关闭停止，而困住车内驾乘人员。如果是在在停车场发生这种情况，可能没什么大关系，但是，如果您的汽车在吐鲁番被突然关闭，那么可能就是一件非常糟糕的事情了。

根据smart-mobility-hub.com的信息，随着汽车网关基础设施的成熟和发展，它已经可以支持越来越多的网联和自动驾驶汽车了，我们很快就可以看到冗余连接系统，甚至是路边设备了。这种“冗余和路边设备”概念强调的是，车辆网关的安全、可靠、鲁棒性，以及能够与众多网络接口格式进行通信至关重要。更安全可靠的汽车网关基础设施可能首先会在城市中出现，从而使这些城市成为“智慧城市”。或许，更大的挑战在于，如何让沙漠、山区、人迹罕至地区等偏远地区的网联和自动驾驶汽车始终保持连接。

汽车网关和相关基础设施：未来

汽车行业，以及相关半导体公司，在为网联汽车、半自动驾驶汽车和自动驾驶汽车创建汽车网关解决方案方面已经做了很多工作。但这种网关解决方案仍然处于起步阶段。展望未来，它们是否会被标准化，也就是说它们是否都会受到相同设计和组件的约束？很可能不会。但有意义的是，政府，或者监管机构会出台一个标准或框架，并进行管理和不断更新，来指导网关解决方案设计。否则，汽车制造商和通信系统公司各自为政，独立开发的话，可能会给网关基础设施带来混乱，不可靠和不安全的隐患。

另一个重要的问题是：最终谁将为汽车网关基础设施的持续增长和扩张提供资金？在购买“网联”汽车时，政府通过特殊税等税收手段支付？或者燃油/汽油税、能源税，或数据税可能更合适？无论是谁拥有，并为基础设施提供资金，其创建、扩展和维护都必须具有成本效益。

鉴于所有这些都存在风险，半导体公司应该积极地设计和生产高性能，可靠且价格合理的网关解决方案。恩智浦半导体(NXP)就是一家似乎已经完成了这项任务的公司。目前，恩智浦提供了近一半的后期车型网络连接。为了提供可靠、安全，可扩展和可重复使用的车载网络和网关解决方案，恩智浦将以太网、FlexRay、CAN和LIN等协议都集成进了强大的微控制器内。

新车中大约有一半的车载网络是由恩智浦提供的。

例如，恩智浦的44引脚FlexRay TJA1085是一款四路FlexRay有源星型耦合器，可以连接FlexRay网络的四个分支。它有一个专用的通信控制器(CC)接口，可以集成到电子控制单元(ECU)中。

恩智浦小巧但功能强大的FlexRay有源星型耦合器TJA1085。

在MCU方面，恩智浦为其32位MPC5668G微控制器提供了MPC5668G/E评估套件。该控制器允许用户单点连接汽车中可以找到的所有可能的通信协议。恩智浦还提供了该评估套件的完整原理图，可以方便工程师更仔细地分析该设计，或者将该设计融入到他们自己的设计当中。

如果您想在购买前进行测试和评估，请试用恩智浦的MPC5668G / E评估套件及其原理图。

总之，汽车网关解决方案是网联汽车的重要组成部分，也是自动驾驶汽车的关键组件。汽车网关不仅与所有各种车载网络接口通信，还必须与车外的众多无线接口网络连接。而且这一切都必须以可靠、安全的方式进行连接。

最后，由于此类网关解决方案仍然处于起步阶段，随着汽车网关基础设施的发展和变得越来越先进，还有一些重要因素必须得到解决，比如资金和最终所有权问题。