SerDes vs. ETH，互补还是竞争？-电子发烧友网

在软件定义汽车（SDV）架构下，摄像头、雷达、激光雷达、显示、域/区控制器等高带宽端点不断增多，车内网络必须同时满足更高带宽、低时延、强同步、强安全、低功耗与低成本。目前整个行业是Serdes（串行器/解串器）主导着传感器如摄像头，雷达，视频显示应用领域的大带宽数据传输，而ETH则承担着域控网络的“Backbone”的角色。近年，新的Serdes技术如MIPI A‑PHY、ASA Motion Link（含 MLE）、GMSL 等——纷纷向以太网（ETH）生态与接口靠拢：它们要么直接“承载”以太网帧，要么在物理层定义与以太网 MAC/XGMII 对接的能力，力图在非对称、定向传输场景中把“视频主干 + 轻控制返向”的链路做到更低时延、更高性价比。那么这些新技术的立足点是什么呢？首先我们需要了解Serdes“非对称、定向传输”的特点，如视频的大数据包是从摄像头传输给控制器的（俗称Downstream），而反方向的控制链路（俗称Upstream）的数据量则相对较小。那我们再看看当前的区域控制的架构（Zonal Architecture），数据有明显的向中央计算单元（HPC）集中的趋势，这需要大带宽传输网络的支持，而中央计算单元向边缘控制器传输的数据量则相对较少。这样一对比，就不难理解Serdes网以太网迈进的应用场景了。而ETH在工业应用中原生提供了各种带宽下的全双工通信，多数情况下是对称传输的。在车载网络的应用场景下，需要有针对usecase的优化，以满足更好的实时性，鲁棒性，以及成本最优的要求。这里是一个ASA Motion Link 2.0与ETH （802.3ch）数据通道延时的对比：

很明显，802.3ch的前向传输延时在1024~4096ns之间，而ASA2.0仅在240~480ns之间，这是一个非常明显的技术优势。其它的Serdes技术也有类似的技术指标。在技术实现上，MIPI A-PHY，ASA和GMSL向以太网支持迈进的方式略有不同：MIPI A-PHYMIPI A-PHY具有较强的泛协议能力，在数据链路层（APDLL）下设PAL 适配层以承载包括CSI‑2、DSI‑2、I²C、GPIO等多种上层协议。PAL/ETH规范提供了把以太网帧（EF）打包为 A‑PHY 的A‑Packet并进行分片（Chunking）与封装（Packing）的流程，用 PAL/ETH 达到对 ETH MAC 层的透明隧穿与时延控制。ASA Motion LinkASA 2.0直接定义了MLE（Motion Link Ethernet）：在不对称/对称模式下以XGMII+ 64b/65b映射承载以太网负载，给出MLES_sym（对称1G/2.5G/5G）与MLES_M/G（不对称2.5G/5G/10G）等多档，支持DnTX/UpRX或DnRX/UpTX的角色配置，面向端到端以太网部署，把“不对称以太网”变成PHY层原生能力。GMSLGMSL作为Serdes行业的大哥，占有较大的市场份额，在走向开放的道路上，直接成立了一个OpenGMSL联盟，开始了GMSLE（GMSL‑Ethernet）的开发。面向 IEEE 802.3dm 任务组，提出在下行高速（2.5/5/10Gbps NRZ/PAM4）+ 上行低速（100 Mbps DME）的FDD（频分双工）架构下，通过类混合器 + 回声削减实现同轴双向并行通信，同时XGMII接口 + 64b/65b 编码 + RS‑FEC以与以太网对接。随着 ASA‑MLE、PAL/ETH、GMSLE 等方案成熟，“端到端以太网”与“Serdes 接入优化”两条路径将逐步汇合：接入层用最合适的 Serdes，MAC/网络层保持以太网的一致性。未来我认为更应把Serdes 视为以太网的强力伙伴——在边缘替换对称 PHY 与专用总线，在骨干与服务化层与以太网融合共生。这既是技术趋势，也是面向 SDV 性能/成本最优解。如果你也想看看SerDes当前的生态，请参阅：熵减：Serdes行业的演变
参考资料