车内通信芯片研究：车载以太网向着高带宽、多端口演进，相关芯片市场快速增长

lichengwan

根据通信连接形态的不同，汽车通信应用分为无线通信和有线通信。
汽车通信应用示意图


来源：汽车知识栈

汽车电子电气系统是以通信网络为载体，将车内电子设备通过线束连接在一起。随着汽车E/E架构的演进和车内功能的复杂度提升，汽车中的传感器数量不断增加，导致车载数据量激增，这对整车实时通信和数据处理能力有了很高的要求。因此，高带宽、低时延、高可靠性的车载以太网会更适合未来E/E架构的长期演进以及高速车内通信需求。
在Zonal架构中，实现功能集中化之后，车内ECU大量减少。此时，中央计算平台对控制器的算力要求极高，而对区域控制器的算力要求相对较低。为了满足车内功能安全的要求、中央与区域控制器之间大量的数据传输迁移以及软件算法的交互，车载以太网将成为Zonal架构中的数据主干链路。

随着汽车E/E架构的演进，车载以太网（图中红线）将成为骨干网络



注：1TPCE指“1个双绞线的百兆以太网”；

RTPGE指“简化的双绞线千兆以太网”。

来源：Keysight

当以太网作为未来汽车的车载骨干网络时，各区域控制器之间的信息交互通过以太网交换机来实现。目前Marvell、Broadcom、恩智浦等车载网络通信芯片厂商纷纷提出下一代网络架构。

Aquantia未来ADAS系统的车载网络架构



来源：Marvell

以Aquantia（已被Marvell收购）预测未来ADAS系统的车载网络架构为例，其中有两个中央计算单元(GPU/CPU)，通过三个交换机来连接所有的摄像机和传感器，全车采用以太网连接。每一个传感器都需要部署一个PHY芯片，每个交换机节点也需要配置若干个PHY 芯片，以输入从传感器端传输过来的数据。车载以太网涉及到冗余备份设计，需要硬件功能做到主备或并行处理，来自摄像头和传感器的数据被发送到一个中央计算单元中，而另一个中央计算单元则用作备份，在第一个单元发生故障时接管汽车的控制权。

车载以太网向着高带宽、多端口方向演进

车载以太网芯片主要包括物理层接口PHY芯片和以太网交换机芯片。PHY芯片主要基于物理层进行数/模信号的转换，而不对数据进行处理；交换机芯片是基于数据链路层对传输数据做处理，包括数据包的快速转发和交换、过滤和分类。

随着汽车E/E架构演进，车载以太网芯片的渗透率不断提升，中国车载以太网芯片市场快速增长。以PHY芯片市场为例，当前车载以太网PHY芯片的主要应用于中央计算系统、ADAS系统及IVI系统等领域，按照各系统单车PHY芯片平均用量以及PHY芯片均价测算，2022年中国乘用车市场车载以太网PHY芯片市场规模为58亿元。未来随着车内以太网进一步向车内其他领域渗透，单车芯片用量不断增多，且高速率PHY芯片的占比逐步提升，会抵消单一型号芯片价格的下降。预计到2025年，中国乘用车市场的车载以太网PHY芯片市场规模将达到218.7亿元。

车载以太网向着高带宽、多端口方向演进



来源：以太网联盟

汽车E/E架构的演进方向和速度影响着未来车载以太网的发展方向和速度，为了能够跟上自动驾驶技术的高速发展，满足智能座舱内的多功能交互等数据传输需求，未来车载以太网将往高带宽、多端口配置的方向发展。

自动驾驶推动10G+车载以太网的发展

智能汽车的自动驾驶技术越来越成熟，汽车对于巨量数据传输的实时性和灵敏度的要求也越来越高。此外，自动驾驶上路还会有巨量数据存储的需求，要想实现摄像头、激光雷达等传感器的高清数据被实时存储起来，对车内网络带宽的要求就会更高。

自动驾驶级别越高，车内通信对高速率网络的需求就越大。L3以上的自动驾驶需求，车内网络就会开始大量引入2.5/5/10G车载以太网。而到最后L4/L5的自动驾驶汽车，车内以太网的数量还会增加，很多都会引入10G+的标准。因此，高速车载以太网是实现L3以上自动驾驶必不可少的需求。

绝大多数主流或新势力车企已经提前布局了“中央集中式”的E/E架构，并且车型量产将集中在2023-2025年量产落地，要想在2025年实现Zonal架构，10G的带宽是必须的。而在万兆级车载以太网芯片市场，目前能提供10G+的以太网交换机厂商只有Marvell和博通两家。

Marvell 中央汽车以太网交换机Q6223框图



来源：Marvell

2023年6月，Marvell推出了Brightlane Q622x系列中央汽车以太网交换机，这款以太网交换机是专门为汽车Zonal架构而设计。其中区域交换机将来自汽车物理区域内的设备（如处理器、传感器、执行器和存储系统等）的流量聚合到一起，通过高速以太网连接至中央计算交换机实现信息交互。

Brightlane Q622x系列交换机是单芯片设备，具体包含了Q6222和Q6223两款产品：

Brightlane Q6223带宽达90 Gbps，几乎是当前可用汽车交换机容量的2倍。采用非阻塞12端口设计，可以从8个集成10GSerDes端口、4个集成2.5G SerDes端口和2个可用的集成1000Base-T1 PHY中进行配置；

Brightlane Q6222包含9个60 Gbps端口，以及有5个集成10G SerDes端口、4个集成2.5G SerDes端口和2个集成1000Base-T1 PHY可供选择。

车载以太网端口数量随着汽车E/E架构的演进而增加

随着汽车E/E架构演进，车载以太网渗入率逐渐提高，未来以太网节点芯片的需求也将增加，智能汽车单车以太网端口将超过100个。

但到目前为止，量产的车里面带以太网的端口数都不是太多，基本上都是用在IVI系统、车载通信系统、网关和域控制器等子系统上，还未形成以以太网为骨干的整车级网络架构。未来随着Zonal架构车型的量产落地，车载以太网在整车网络通信架构中的用量将大幅上升，此时，车内车载以太网的通信端口数量也会随之增加。

芯片厂商方面，包括博通、恩智浦等国际大厂发出的新产品或更新迭代产品中，其通信端口数也呈现越来越多的趋势。

部分车载以太网相关芯片供应商产品端口数对比



来源：佐思汽研《2023年汽车车内通信及网络接口芯片行业研究报告》

2022年5月，博通推出了一款高带宽单片汽车以太网交换机设备BCM8958X，这款交换机共有16个以太网端口，其中有6个具有10Gbps能力（具有SRIOV的XFI或PCIe x1 4.0 接口），以及集成的1000BASE-T1和100BASE-T1 PHY。

博通BCM8958X的接口配置



来源：博通官网

《2023年汽车车内通信及网络接口芯片行业研究报告》目录

共280页

01

汽车网络拓扑演进

1.1 车载网络通信总线

1.1.1 汽车通信应用按通信连接形态可分为无线和有线通信

1.1.2 不同的总线为车内通信提供不同的功能

1.1.3 传统车载网络总线的典型技术特征

1.1.4 自动驾驶驱动以太网在汽车领域的应用

1.1.5 汽车主干网络将转向以太网

1.1.6 汽车通信网络协议分类

1.1.7 车内通信总线技术对比

1.2 车载网络拓扑

1.2.1 汽车网络拓扑结构决定网络特性

1.2.2 车内通信典型网络拓扑结构

1.2.3 车内网络拓扑演进（1）

1.2.4 车内网络拓扑演进（2）

1.2.5 车载以太网网络拓扑结构灵活

1.2.6 Model Y、福特Mach-E、大众 ID.4三款车内网络架构对比

1.3 未来整车EEA架构需要车载以太网作为骨干网络

1.3.1 未来汽车E/E架构演进下，车载网络从域架构向分区架构演进

1.3.2 功能域控阶段，CAN/LIN在IVN网络拓扑中占主导位置

1.3.3 跨域融合阶段， IVN网络拓扑中开始大量使用车载以太网

1.3.4 中央集成计算阶段，以太网成为车内通信主干网络

1.3.5 车载以太网通信架构

1.3.6 车载网络通信架构中的汽车功能安全实践（1）

1.3.7 车载网络通信架构中的汽车功能安全实践（2）

1.3.8 车载网络通信架构中的汽车功能安全实践（3）

1.3.9 Aquantia未来ADAS车载网络架构

1.3.10 恩智浦未来车载网络架构

1.3.11 博通对未来汽车骨干网预测

1.3.12 瑞萨对未来汽车网络架构的设想

1.3.13 华为的计算与通信架构

02

车载以太网技术发展及趋势

2.1 车载以太网概述

2.1.1 车载以太网 OSI 7层模型

2.1.2 车载以太网的发展由BMW推动

2.1.3 车载以太网相关优势

2.1.4 不同驾驶级别的汽车通信网络对于性能、算力、速率的需求

2.1.5 车载以太网是目前车内传输速率最快的通信方案

2.1.6 车载以太网电路如何实现数据传输？

2.1.7 车载以太网信号传输案例

2.1.8 车载以太网的接口类型

2.1.9 Vector推出适用于10BASE-T1S的标准汽车以太网接口

2.1.10 车载以太网的主要传输介质

2.1.11 车载以太网物理层连接线束 IEEE 100BASE-T1、 IEEE 1000BASE-T1

2.1.12 车载以太网测试内容

2.1.13 车载以太网测试方法（1）

2.1.14 车载以太网测试方法（2）

2.1.15 车载以太网测试方法（3）

2.2 车载以太网联盟、技术标准、网络协议

2.2.1 全球4个主要的车载以太网标准化组织及分工（1）

2.2.2 全球4个主要的车载以太网标准化组织及分工（2）

2.2.3 车载以太网物理层标准

2.2.4 车载以太网通信网络与协议

2.2.5 互联互通兼容性C&S测试认证是接口类芯片的准入门槛（1）

2.2.6 互联互通兼容性C&S测试认证是接口类芯片的准入门槛（2）

2.2.7 车载以太网物理层使用BroadR-Reach技术标准

2.3 车载以太网的技术发展

2.3.1 车载以太网的技术发展路线

2.3.2 SOME/IP通信协议

2.3.2.1 关于“面向服务”的SOME/IP通信协议，支持SOA架构升级

2.3.2.2 SOME/IP协议在车载信息娱乐系统的应用

2.3.3 车载以太网如何解决实时关键数据传输？

2.3.3.1 车载以太网解决实时关键数据传输的方法一

2.3.3.2 TTE的特点

2.3.3.3 车载以太网解决实时关键数据传输的方法二

2.3.3.4 TSN时间敏感网络的发展历程

2.3.3.5 TSN的技术标准集

2.3.3.6 车载以太网TSN标准：IEEE P802.1DG的发展

2.3.3.7 TSN的主要支持者

2.3.3.8 TSN延时性：时钟同步IEEE 802.1AS 2020

2.3.3.9 L4级无人驾驶系统核心

2.3.3.10 映驰科技TSN协议栈助力理想L9

2.3.3.11 快控科技发布“神行“DDS中间件和TSN以太网网关产品

03

车内网络通信（接口）芯片及技术趋势研究

3.1 传统总线芯片

3.1.1 传统总线芯片概述

3.1.1.1 传统总线芯片分类

3.1.1.2 国产CAN收发器芯片发展

3.1.1.3 CAN FD芯片的需求由于汽车新四化的发展而上升

3.1.1.4 汽车CAN/LIN SBC芯片

3.1.1.5 德州仪器CAN SBC芯片TCAN4550-Q1解决方案及优势（1）

3.1.1.6 德州仪器CAN SBC芯片TCAN4550-Q1解决方案及优势（2）

3.1.1.7 集成电源管理、CAN和LIN功能的安全系统基础SBC芯片

3.1.1.8 CAN收发器典型应用案例

3.1.2 CAN/LIN芯片竞争格局及供应商产品选型

3.1.2.1 CAN/LIN接口芯片国内市场竞争格局

3.1.2.2 国外CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型（1）

3.1.2.3 国外CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型（2）

3.1.2.4 国内CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型（1）

3.1.2.5 国内CAN/CAN FD/LIN接口芯片供应商列表及产品选型（2）

3.2 车载以太网芯片的分类及用例

3.2.1 车载以太网芯片分类

3.2.2 车载以太网芯片要求具备EMC抗干扰能力和免疫能力

3.2.3 车载以太网芯片在不同应用场景下的用量

3.2.4 未来车载以太网芯片的单车价值量高

3.2.5 车载以太网芯片应用示例（1）

3.2.6 车载以太网芯片应用示例（2）

3.2.7 车载以太网芯片应用示例（3）

3.2.8 车载以太网芯片应用示例（4）

3.3 车载以太网交换机芯片

3.3.1 车载以太网交换机芯片概述

3.3.1.1 车载以太网节点超过两个，则需要以太网交换机连接

3.3.1.2 车载以太网交换机芯片的功能

3.3.1.3 车载以太网交换芯片与AUTOSAR的捆绑程度较高

3.3.1.4 车载Switch芯片与AUTOSAR捆绑案例：

3.3.1.5 中央计算Zonal架构下，每个区域网关内都包含一个以太网交换机

3.3.1.6 车载以太网交换机的具体应用及部署位置

3.3.1.7 车载TSN交换机芯片

3.3.1.8 汽车以太网交换机案例（1）

3.3.1.9 汽车以太网交换机案例（2）

3.3.1.10 汽车以太网交换机案例（3）

3.3.1.11 Elektrobit用于车载通信的汽车以太网交换机固件

3.3.2 车载以太网交换机芯片竞争格局及产品选型

3.3.2.1 全球车载以太网Switch芯片市场竞争格局

3.3.2.2 国外车载以太网Switch芯片供应商列表及产品选型（1）

3.3.2.3 国外车载以太网Switch芯片供应商列表及产品选型（2）

3.3.2.4 国外车载以太网Switch芯片供应商列表及产品选型（3）

3.3.2.5 国内车载以太网Switch芯片市场竞争格局

3.3.2.6 国内车载以太网Switch芯片供应商列表（1）

3.3.2.7 国内车载以太网Switch芯片供应商列表（1）

3.3.3 中国车载以太网交换机芯片市场规模

3.3.3.1 车载以太网交换机芯片价格

3.3.3.2 2022年-2025年国内车载以太网交换机芯片市场规模预测

3.4 车载以太网物理层(PHY)芯片

3.4.1 车载以太网PHY芯片概述

3.4.1.1 车载以太网物理层接口工作原理

3.4.1.2 车载以太网的主流芯片架构

3.4.1.3 车载以太网PHY芯片接口集成案例（1）

3.4.1.4 车载以太网PHY芯片接口集成案例（2）

3.4.1.5 车载以太网PHY芯片案例（1）

3.4.1.6 车载以太网PHY芯片案例（2）

3.4.2 车载以太网PHY芯片市场竞争格局及产品选型

3.4.2.1 全球车载以太网PHY芯片市场竞争格局

3.4.2.2 国外车载以太网PHY芯片供应商列表及产品选型（1）

3.4.2.3 国外车载以太网PHY芯片供应商列表及产品选型（2）

3.4.2.4 国外车载以太网PHY芯片供应商列表及产品选型（3）

3.4.2.5 国内车载以太网PHY芯片市场竞争格局

3.4.2.6 国内车载以太网PHY芯片供应商列表（1）

3.4.2.7 国内车载以太网PHY芯片供应商列表（2）

3.4.2.8 国内车载以太网PHY芯片供应商列表（3）

3.4.3 中国国内车载以太网PHY芯片市场规模

3.4.3.1 汽车ADAS中车载以太网的PHY芯片用量

3.4.3.2 车载以太网PHY芯片价格

3.4.3.3 国内乘用车市场ADAS系统中的以太网PHY芯片需求量测算

3.4.3.4 国内乘用车市场IVI系统中的以太网PHY芯片需求量测算

3.4.3.5 2022-2025年中国乘用车车载以太网PHY芯片市场规模预测

3.5 车内网络通信未来技术趋势

3.5.1 技术趋势一

3.5.1.1 MIPI A-PHY v1.0物理层通信协议标准出台，面向高度自动驾驶汽车数据传输需求

3.5.1.2 MIPI联盟发布A-PHY v1.1 为汽车SerDes接口添加新的实施选项

3.5.1.3 MIPI A-PHY 通信协议的核心优势

3.5.1.4 趋势一

3.5.1.5 趋势二

3.5.1.6 趋势三

3.5.2 技术趋势二

3.5.2.1 PCIe交换机通信介绍

3.5.2.2 PCIe交换机的特点（1）

3.5.2.3 PCIe交换机的特点（2）

3.5.2.4 PCIe交换机非常适合AI时代的车载网络

3.5.2.5 未来车载网络架构中，PCIe交换机的应用（1）

3.5.2.6 未来车载网络架构中，PCIe交换机的应用（2）

3.5.2.7 PCIe交换机的应用案例（1）

3.5.2.8 PCIe交换机的应用案例（2）

3.5.2.9 PCIe交换机趋势一

3.5.2.10 PCIe交换机趋势二

3.5.2.11 PCIe交换机趋势三

3.5.3 技术趋势三

3.5.3.1 自动驾驶级别越高，车内通信对高速率网络的需求就越高

3.5.3.2 车辆网络架构演变中的汽车以太网的应用

3.5.3.3 高度自动驾驶需要10G+的互联带宽

3.5.3.4 车载以太网趋势一

3.5.4 技术趋势四

3.5.4.1 除多千兆位汽车以太网，10M 低成本车载以太网的应用同样值得关注

3.5.4.2 车载以太网趋势二

3.5.5 技术趋势五

04

国外车内通信（接口）芯片企业研究

4.1 Marvell

4.1.1 Marvell简介

4.1.2 Marvell全球业务中心

4.1.3 Marvell业务布局

4.1.4 Marvell业务发展历程

4.1.5 Marvell收购Aquantia，进入车载网络市场

4.1.6 Aquantia Multi-Gig网络应用于英伟达L4/L5级Xavier和Pegasus计算平台

4.1.7 Marvell 车载以太网交换机产品路线

4.1.8 Marvell汽车以太网交换机案例：

4.1.9 Marvell汽车以太网交换机案例

4.1.10 Marvell以太网交换芯片88Q5050系统框图和技术特性

4.1.11 Marvell 车载以太网PHY芯片产品路线

4.2 NXP

4.2.1 NXP简介

4.2.2 恩智浦收购汽车以太网子系统技术提供商OmniPHY

4.2.3 NXP的制造工厂分布

4.2.4 NXP客户群分析

4.2.5 NXP车载以太网PHY芯片产品

4.2.6 NXP车载以太网Switch芯片

4.2.7 恩智浦以太网交换机案例（1）

4.2.8 恩智浦以太网交换机案例（2）

4.2.9 NXP以太网Switch、PHY典型应用

4.2.10 NXP SJA1105的四种典型应用方式

4.2.11 NXP车载以太网PHY芯片产品性能参数对比

4.2.12 恩智浦100BASE-T1 以太网PHY TJA1101产品框图和技术特性

4.3 Broadcom

4.3.1 博通简介

4.3.2 博通的并购之路

4.3.3 博通：车载以太网领域开山鼻祖

4.3.4 博通车载以太网物理层BroadR-Reach技术

4.3.5 博通：车载以太网交换机产品线

4.3.6 博通全球首款50G汽车以太网交换解决方案

4.3.7 博通：车载以太网PHY芯片产品线

4.3.8 博通：具有MACsec功能的多千兆位汽车以太网PHY

4.4 Microchip

4.4.1 微芯简介

4.4.2 Microchip：产品布局及应用领域

4.4.3 Microchip：车载以太网PHY芯片产品线

4.4.4 Microchip：首批车规级10BASE-T1S以太网PHY

4.4.5 Microchip：集成CAN FD控制器和收发器的单芯片解决方案

4.5 TI

4.5.1 TI简介

4.5.2 TI：全球制造布局

4.5.3 TI：以太网物理层芯片产品布局

4.5.4 TI千兆车载以太网PHY

4.5.5 TI：DP83TG720S-Q1以太网PHY系统框架和技术特性

05

国内车内通信（接口）芯片企业研究

5.1 瑞昱

5.1.1 瑞昱简介

5.1.2 瑞昱车用芯片品类丰富

5.1.3 瑞昱：具备MACsec加解密功能的车用高能效以太网(EEE) PHY芯片

5.1.4 台湾瑞昱车用以太网解决方案

5.1.5 瑞昱：RTL9047AA-VC 车载以太网交换机

5.2 裕太微

5.2.1 裕太微简介

5.2.2 裕太微：产品布局及业务情况

5.2.3 裕太微车载网通芯片

5.2.4 裕太微车载网通芯片

5.2.5 裕太微车载百兆PHY芯片与国际大厂竞品对比

5.2.6 裕太微：车载以太网PHY芯片单车价值及成本解析

5.2.7 裕太微：车载以太网领域的核心技术及在研项目

5.3 景略

5.3.1 景略简介

5.3.2 景略半导体发展历程

5.3.3 景略两大核心技术

5.3.4 景略：车载千兆以太网PHY芯片JL3xx1

5.3.5 景略：车载千兆以太网PHY芯片JL3113

5.4 北京君正

5.4.1 北京君正简介

5.4.2 北京君正四大品类布局：计算+存储+模拟 +SoC

5.4.3 北京君正采用Fabless的经营模式

5.4.4 北京君正：汽车通信芯片以CAN/LIN、Green PHY和G.Vn芯片为主

5.4.5 北京君正CAN FD收发器解决方案

5.5 芯力特

5.5.1 芯力特简介

5.5.2 芯力特：车规产品设计流程

5.5.3 芯力特CAN/CAN FD芯片发展历程

5.5.4 芯力特：5V/3.3V CAN/CAN FD接口芯片产品对比

5.5.5 芯力特典型车载CAN/CAN FD应用方案（1）：SIT1044典型应用

5.5.6 芯力特典型车载CAN/CAN FD应用方案（2）：SIT1043典型应用

5.6 神经元

5.6.1 神经元网络简介

5.6.2 神经元车载网通产品

5.6.3 神经元车载网通产品：AUTBUS芯片KY3001

5.7 国科天讯

5.7.1 国科天讯简介

5.7.2 国科天迅：车规级TSN交换芯片的发展

5.7.3 国科天讯：车载TSN交换机芯片TAS2010

5.8 昆高新芯

5.8.1 昆高新芯简介

5.8.2 昆高新芯：车载以太网芯片解决方案

5.8.3 昆高新芯：车载以太网芯片产品特性

06

主机厂车内网络通信架构及芯片研究

6.1 大众

6.1.1 大众：ICAS1与ICAS3的网络架构

6.1.2 大众ICAS1：车身控制的网络架构

6.2 特斯拉

6.2.1 特斯拉的车内通信架构演化

6.2.2 特斯拉Model 车内通信

6.2.3 特斯拉AP3.0的车载以太网分析

6.2.4 特斯拉Model S Plaid座舱域控制器中的通信设计

6.3 奔驰

6.3.1 奔驰NTG7座舱PCB板中的通信设计（1）

6.3.2 奔驰NTG7座舱PCB板中的通信设计（2）

6.3.3 奔驰CIVIC系统BB板的通信芯片搭载情况

6.3.4 奔驰NTG6座舱PCB板中的车载以太网芯片的选择

6.3.5 奔驰二代MBUX的以太网交换机搭载情况

6.4 沃尔沃

6.4.1 沃尔沃SPA架构中的通信设计

6.4.2 沃尔沃车身电子通信网络架构

6.4.3 沃尔沃车身控制CEM模块的通信架构设计

6.5 长城

6.5.1 长城汽车第四代E/E架构中的车载通信情况

6.5.2 长城汽车下一代架构中骨干网络将通过车载以太网实现信息传输

6.6 其他

6.6.1 比亚迪与宝马车机的车载以太网交换机芯片

6.6.2 长城与蔚来车机的车载以太网芯片搭载情况

6.6.3 奥迪A6的车载网络通信架构

6.6.4 理想的车载网络通信架构

6.6.5 小鹏车载网络通信架构发展路线

6.6.6 现代Genesis GV60座舱域控制器中的通信设计

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marjrh

针对车内通信芯片的研究，随着汽车E/E架构的演进和车内功能复杂度的提升，车载以太网正朝着高带宽、多端口方向演进。汽车通信应用分为无线通信和有线通信，其中电子电气系统通过通信网络将车内电子设备连接在一起。高带宽、低时延的车载以太网更适合未来E/E架构的长期演进及高速车内通信需求。在Zonal架构中，实现功能集中化后，车内ECU数量减少，中央计算平台对控制起着关键作用。因此，我们需要研发更先进的通信芯片以满足日益增长的车载数据和处理需求，确保车辆安全、高效运行。