一、车载以太网
1、车载总线通信推动域集中式架构实现，以太网上车有效降低车身重量与制造成本
目前车载总线通信正逐步由 CAN总线为主、其他总线为辅”的分布式架构，向 以太网为主、CAN及其他总线为辅”的域集中式架构转变。
在CAN总线为主的分布式架构中，各个功能被分别集成到不同的电子控制单元（ECU）中。这种架构相较于原先的点对点通信方式，功能集成度更高，更便于损坏后的修理与替换。此外，CAN总线架构的应用层协议与数据定义是统一的，这使得修改具有较强的灵活性。
然而，分布式架构也存在一些显著的问题。由于ECU数量多、电气节点多，导致线束长且重，进而增加了线束的成本。此外，过多的ECU和复杂的线束设计也给汽车网络信息安全增添了隐患。
为了解决分布式架构存在的问题，汽车行业逐渐转向以太网为主的域集中式架构。在这种架构中，以太网作为汽车骨干网，其余通信则结合不同通信技术的功能特点使用CAN-FD、FlexRay等总线技术。
域集中式架构的优势在于：
-> A:降低重量和成本：以太网为主的域集中式架构可以更有效地降低车内线束重量以及相应的连接成本和人力成本。由于以太网线缆相较于传统线缆更轻、更细，因此可以显著减轻车身重量。同时，域集中式架构减少了线缆的数量和复杂度，降低了制造和安装成本。
-> B:标准化和模块化：域集中式架构有利于标准化上车，使得汽车设计更加模块化。这不仅可以提高生产效率，还可以降低后期维护和升级的成本。
-> C:提高性能：以太网具有高带宽、低延迟的特点，可以满足车载应用对数据传输速度和实时性的要求。此外，以太网还支持多种网络协议和设备连接，使得车内通信更加灵活和高效。
-> D:增强安全性：域集中式架构通过划分不同的功能域，实现了基本的安全隔离。这可以有效减少攻击面扩大的可能性，提高汽车网络的安全性。
小结：
CAN为主，分布式车载总线通信结构优势：
-> 功能分别集成于ECU，便于损坏替换；
-> 应用层协议和数据定义统一，修改灵活性强。
以太网为主，域集中式车载总线通信结构优势：
-> ECU分别集成于DCU，车内连接相对更简单
-> 功能提供更标准，全套功能成本相对更低，
2、智能电动汽车通信架构更集中，车载以太网搭载范围日益广泛
不同车型的通信架构差异
不同车型根据功能需求配备了不同的总线架构。以大众ID4、特斯拉Model Y、福特Mach E为例，它们在车内通信技术的应用上各有侧重：
-> 大众ID4和福特Mach E：这两款车在使用以太网的同时，仍保留了较多的分布式ECU（电子控制单元）。这反映出传统主机厂在电动化转型过程中相对保守的态度，它们可能更倾向于在保持现有架构稳定性的基础上逐步引入新技术。
-> 特斯拉Model Y：与大众ID4和福特Mach E不同，特斯拉Model Y的集成度更高，搭载了更多的LVDS（低电压差分信号）技术，以配合摄像头等传感器使用。这体现了新能源车企在技术创新和演进方面的更快步伐，它们更倾向于采用更先进、更集中的通信架构，以实现更高的性能和更低的成本。
这种差异不仅反映了不同主机厂的技术路线选择，也体现了传统主机厂和新能源车企在供应链中话语权的差异。新能源车企由于更接近于消费者和市场需求，因此在技术创新和演进方面更具优势，更倾向于实现“软件定义汽车”的理念。
车载以太网作为智能电动汽车通信架构的重要组成部分，其发展历程经历了三个阶段：
-> 初始阶段：车载以太网最初被应用于车载诊断和ECU软件更新部分。这一阶段的以太网应用相对有限，主要替代了部分CAN总线的功能，实现了对车辆诊断和软件更新的远程支持。
-> 拓展阶段：随着智能座舱和智能驾驶功能的不断发展，车载以太网进一步拓展了应用范围。它开始支持这些高级功能的数据传输和控制，提高了车内通信的效率和可靠性。
-> 集成阶段：目前，车载以太网正逐步成为汽车主干网络，集成各部分车身模块的控制。结合CAN-FD等总线技术，车载以太网正在形成跨域融合的车载网络结构。这种结构能够满足更大数据量、更高速、更低时延、更高时效性的性能需求，为智能电动汽车的发展提供了强有力的支持。
二、UWB (Ulitra-wideband，超宽带无线通信技术)
UWB以高精度定位支持车端应用，数字钥匙有望成为汽车数字孪生入口
UWB技术以其低功耗、高定位精度以及强抗干扰能力，在智能电动汽车上实现了多方面的功能。这些功能包括但不限于进入、定位、传输、感应、泊车、充电和支付等。UWB的高定位精度使得它能够在车辆与用户之间建立精确的空间感知，从而实现无感进入等智能化操作。同时，UWB的抗干扰能力也保证了数据传输的稳定性和安全性。
数字钥匙的技术路径以NFC、BLE以及UWB为主，许多产品将三种技术以不同形式结合。目前数字钥匙的典型配置方案是以功耗更低的BLE完成发现与用户验证功能，以定位精度更高的UWB完成安全测距、无感进入功能，以功耗最小的NFC在电量较低、信号较差情况下作为备用支持。数字钥匙将成为汽车数字孪生的入口，以数字钥匙所关联的数字ID将车机与用户相绑定，拓展更多云端信息交互与后市场服务。
在移动设备（以手机为主）、车机以及云端之间，UWB支撑形成了一个完备且安全高效的数字钥匙生态结构。这个生态结构不仅包括了数字钥匙的生成、分发和管理，还涉及到了车辆与用户的交互、信息的传输和处理等多个环节。通过UWB技术，数字钥匙能够实现与车辆的精确匹配和识别，从而确保只有合法的用户才能够访问和控制车辆。
-> NFC数字钥匙
通通过NFC卡片或具备NFC功能的手机、手表等设备，靠近车身刷卡感应区域即可实现车辆的解闭锁和启动等功能。NFC技术具有无需完全贴合即可感应解锁的特点，并且在手机没电、BLE和UWB均不能正常工作的情况下，仍可作为备用支持。
-> BLE蓝牙钥匙
初次使用时，用户需要下载相应的手机App并创建、匹配蓝牙钥匙。BLE技术功耗低、技术成熟，能够实现钥匙定位、无钥匙进入、无钥匙启动和远程控制等功能。然而，BLE技术的性能可能受到手机机型不兼容、环境干扰等因素的影响。
-> UVB数字钥匙
UWB频带相对更宽，定位精度相对更好。通过UWB技术，车辆能够自主感知用户的存在，并实现车辆近距离精确空间感知。这为用户提供了更加便捷、智能化的车辆访问和控制体验。
结论：在典型配置方案中，BLE系统通常用于唤醒和初步验证用户身份，UWB则用于测距定位和确保安全进入，而NFC则作为备份冗余方案，在BLE和UWB均无法正常工作的情况下提供替代支持。这种配置方案既保证了数字钥匙的便捷性和智能化水平，又确保了其安全性和可靠性。
未来发展趋势与展望
未来，UWB数字钥匙有望成为汽车数字孪生的入口。通过汽车钥匙数字化这一窗口，车锁、车机以及用户将以统一的数字ID相联系。这将打通车机生态与用户需求之间的壁垒，缩短消费者服务反馈链条，并推动汽车数字孪生技术的发展。在此基础上，我们可以期待更多后市场服务的拓展，如维修、代客泊车等。这些服务将进一步提升用户的用车体验和满意度，同时也为汽车行业带来新的增长点和商业模式创新。
三、市场格局
1、数字钥匙功能向B端拓展，解锁更加安全、完备的智慧出行生态
数字钥匙当前的功能仍集中于无感进入与远程控制等基础功能,身份识别等个性化设置初显端倪，未来数字钥匙将承载更多C端功能，并为B端的共享运营、车队管理以及后市场服务提供更多便利性与可能性。以数字钥匙为入口，未来汽车产业内各方将基于身份标识相连结并在保证整个通讯链路各环节安全的前提下，获取用户的信任，形成更加完备的智慧出行生态。
目前数字钥匙市场内玩家主要以三类为主一类是以Tier 1厂商为主的供应商，主要以相关硬件开发为主;一类是以安全、芯片供应商为主的厂商主要以相关软件研发为主;一类是以车企与科技企业的联合为主，提供更加完善的数字钥匙解决方案。数字钥匙作为细分品类，尚且难以大规模量产盈利。未来各企业将以数字钥匙为载体，在车端搭载更多自身主体业务，实现硬件或系统的统一上车。
2、星闪技术逐步验证上车，产业联盟合力推动系统架构迭代
星闪技术作为新一代无线短距通信技术，由基础应用层、基础服务层以及星闪接入层构成。目前星闪技术Release 1.0系统架构及规范已完成，以SLB和SLE两种无线通信接口。SLB主要适用于高速率、高质量连接，SLE适用于低功耗、轻量级连接。未来星闪2.0将进一步支持感知、定位、自组网以及音视频原生应用等。
目前星闪技术在智能电动汽车领域的应用以车载降噪、全景环视、无钥匙进入、车机互联、车身娱乐以及无线电池管理系统等为主，随着进一步验证与开发，星闪技术将覆盖智能汽车以及更多智能终端。为此，华为牵头成立了星闪联盟，联盟成员包括9家行业机构、12家汽车厂商、50余家芯片和模组厂商、31家应用厂商、44家ICT企业和十余所高校及科研单位，合力突破行业痛点。
3、LTE-V2X有望成为车路协同主流技术，5G取代4G上车仍有待验证与建设
V2X作为车路协同的底层通信技术，主要可分为DSRC和基于蜂窝通信技术的C-V2X。DSRC基于IEEE802.11P，C-V2X包含LTE-V2X和5GNR-V2X，其中LTE-V2X在中国发展较为成熟并具有知识产权。相比DSRC，C-V2X起步较晚，但时延低、拓展性强、可靠性强，且LTE-V-Direct具备向5G平滑演进的能力，演进路径更加明确。
LTE-V2X中基于蜂窝通信网络技术的接口发展更快，整体汽车市场内装配渗透率超60%未来五年有望达到90%。未来V2X也将发展出更多集成上车方式。目前车载蜂窝通信功能主要依托4G芯片，2022年5G通信基站建有231.2万座，约为4G基站的三分之一，难以达成有效覆盖。4G芯片主导蜂窝通信市场的现状将持续至少五年，5G芯片上车仍有待行业标准、基础设施、成本控制等方面的发展与完善。
来源：车载诊断技术
