车载光通信：光纤通信芯片技术思考_芯升半导体.pdf

1、2025.05.27北京芯升半导体科技有限公司光纤通信芯片技术思考行业趋势光纤通信芯片技术未来展望010204目录产业化挑战03公司简介致力成为全球领先的高速时敏通信芯片提供商概况：创芯解决方案，提升客户价值致力成为全球领先的高速时敏通信芯片方案提供商团队：核心团队以华为海思和IP产品线为主，聚集AI+汽车电子人才：ARM、NXP、MARVELL、Broadcom及车厂智驾团队起源：技术研发始于2020年科技部汽车01专项研发计划三个国内第一：产品首发、百万路试、量产定点客户：与一汽、广汽、长安、理想、宇通等车企已开展合作，通过智能化车载通信芯片及解决方案，助力汽车智能化演进！国内领先的AI+

2、TSN通信芯片提供商市场定位业务愿景产品路线基于领先的TSN芯片及全协议栈解决方案，支撑汽车智能化演进聚焦智能网联汽车，国产化/智能化领军车企3年内 国内第一：车规以太网芯片解决方案提供商5年后 国际领先：智能时敏芯片及解决方案提供商行业趋势智能驾驶驱动的车载网络通信趋势高精度时间同步：高阶辅助驾驶系统多源环境感知与融合高带宽：ECU 集成为DCU/ZCU/VIU、中央计算单元，传感器等数据汇聚传输实时性：感知-通信-计算-通信-执行，实时闭环多业务混网传输：对网络周期/非周期、实时/非实时、高带宽和强实时等多业务数据共网车企逐步向自动驾驶的“中央计算区域”E/E和车载网络架构演进Time-S

3、ensitive Networking光通信网络技术成为车载通信的研究趋势以太全光网和PON是电信领域应用较为广泛的网络通信协议，具备以下优势：高带宽通道，低延迟传输 抗电磁干扰，高可靠通信 轻量光纤走线，低成本部署 成熟通信协议，统一化网络车载光纤以太网技术发展趋势 光纤的汽车多千兆比特以太网标准IEEE802.3cz-2023发布，支持2.550Gbps速率光纤相对于铜线技术，在抗干扰、低功耗、长距离传输等方面具备优势ADC、DAC、DSP等技术在光纤通信领域的应用，促进高速、低成本光电转换芯片逐步成熟车载PON通信技术发展趋势10Gbps25G链路速率，保证多路高清视频与雷达数据实时传输

4、 微秒级控制指令与回馈数据实时到达，支撑高响应率动作控制纳秒级抖动实现全网时钟同步，满足多轴电机同步控制、统一高确定性比传统以太网更强的QoS与传输保障机制光纤通信芯片技术802.1Qav 流量整形802.1AS 时间同步以太网时间敏感网络（TSN）关键技术802.1Qbv 流量门控802.1Qcb 冗余传输TSN 时间同步技术 TSN的时间同步基于精确时间协议gPTP，遵循IEEE802.1AS协议规范 gPTP域内的设备都有本地时钟系统，可选择“扮演”以下两类角色之一 主时钟（Grandmaster Clock）：时间基准，发送校时用的时间信息 从时钟（Slave Clock）：根据收到的

5、时间信息，保持和主时钟的同步 时钟间通过选举机制和算法，会自动选出一个最佳时钟作为主时钟 gPTP域内的设备类型有2种：端设备和桥设备 端设备：可作为系统内的主时钟或从时钟，通常是时间基准设备或TSN网卡 桥设备：接收主时钟的时间信息，补偿链路传输时延和驻留时间，发送新的修正后的时间信息，通常是TSN交换机 通过报文交互可实现偏移校正和频率校正TSN 流量整形技术 基于信用值的流量整形 提供2个优先级的队列：优先级Class AClassBBest Effort（BE）两个队列依据Credit（信用值）进行数据的交替传输 两个队列的剩余流量用于传输BestEffort数据流 整形数据流占用带宽

6、比=空闲时信用值增长斜率(idleSlope)/100 CBS实现了带宽预留功能，在确定的带宽占用情况下可实现一定的时延确定性TSN 流量门控技术 基于门控列表实现接口转发队列的调度以及报文的转发 将传送过程分为若干个周期，每个周期切分为若干个时隙（Slot）每个端口配置一个门控表，端口根据门控状态在1个Slot时间内从队列中选择数据帧进行传输 通过TSN交换机硬件的报文复制功能实现发送端数据帧在交换机指定转发端口处的复制 通过不同的交换机传输路径发送至最终目的节点所在的交换机连接端口 在目的交换机端口通过比对设定