汽车智能网联大风起,GMSL铺设数据传输的“高速公路”
从实现架构来看,车内显示屏数量与分辨率的提升,与车载SoC系统的互联复杂度与日俱增,一芯多屏架构将有望取代单芯单屏的传统方案,利用硬件虚拟化技术,在同一套硬件平台中实现对多个屏幕显示与交互的控制。基于GMSL SerDes技术可实现视频源数据从处理器单元到各个车载显示屏的回传,在多个屏幕上显示不同内容。作为一种双向的传输连接,GMSL也能进行控制信号的传输和多路集成,例如显示屏的触摸检测与信息处理等。由于一个GMSL串行器最多可驱动四个解串器,因此理论上可同时传输四块屏幕的数据信息。
在支持车内显示屏像素的提升上,目前主流的GMSL第三代产品已能实现800 万像素4K分辨率的视频数据传输,这得益于GMSL支持VESA和MIPI的显示串流压缩技术(DSC),该技术针对高端电子设备的高质量音视频传输需求,能实现3:1无损压缩的视频信号传输。 此外,兼容不同类型车载屏幕的数字接口是高速通讯链路设计的另一挑战,GMSL不仅支持显示屏主流的DP/eDP、DSI等接口,也能支持绝大部分高清摄像头视频数据传输应用到的MIPI CSI-2接口。值得一提的是,GMSL各代产品在芯片管脚上兼容PCB的设计,使新一代SerDes芯片可向前兼容匹配,帮助客户无缝进行SerDes产品的升级替换,降低整体成本的同时简化座舱系统的数据传输链路布局设计。
2.ADAS影像高速传输需与数据安全并重
智能网联汽车技术进入落地关键期,体现到整车上是越来越多新车通过高分辨率摄像头来满足智能驾驶时代对于环境感知的高标准。伴随ADAS逐渐升级和加速渗透,叠加各车企硬件冗余性高,预计至2025年平均单车高清摄像头搭载量有望接近10颗。与此同时,800万像素摄像头渗透率的逐渐走高,让车能“看”得更清更远更广,满足更多应用场景需求。
由于摄像头通常只负责采集输出原始的视频信号,除了更高像素的“眼睛”外,还需无损无延时的传输“视觉神经”以及高算力的中央处理器“大脑”。更高帧率和分辨率的视频信号传输给总线带宽带来更大压力,ADAS系统实时接收信号并加以分析作出响应,还需考虑实现整个系统的成本和功耗。
GMSL 全面支持ADAS系统所要求的高速数据传输和信号完整性保障,包括摄像头的超低功耗运行、传感器数据的快速汇聚等。由于GMSL技术具备视频切割功能,以GMSL四通道解串器MAX9286为例,其可自动生成摄像头同步信号,将多个传感器的图像数据对准到同一像素,实现关键参数的用户编程,集成方案可替代四个分立式解串器和一个FPGA,仅需单芯片即可接收并同步来自4个摄像头的视频信号,大大降低电路板面积和元件数量,有效降低设计风险、加快产品上市进程。
GMSL四通道解串器MAX9286可以同时支持四个摄像头的信号传输
不仅如此,GMSL解串器内部集成了图像处理功能,在接收到GMSL串行化的数据后可直接进行解串与图像处理,根据客户需求进行多路图像信息的拼接还原,并呈现于车载显示屏上,节省了中央处理器平台进行图像处理的延时。GMSL还支持同轴电缆电力传输(POC),因此可将串行器芯片集成至摄像头内部,直接实现由车机系统为摄像头运行供电。
值得一提的是,所有的GMSL解决方案都满足汽车功能安全标准ASIL B规范要求。由于GMSL串行器和解串器均内置扩频功能,有效改善了链路的电磁兼容性,而无需外部扩频时钟,这也是GMSL产品解决方案的最大优势所在,能有效帮助客户的系统设计满足车规级标准。此外,GMSL解决方案还提供链路诊断功能,实时对信道的传输质量以及数据完整性做监测,通过提高汽车ADAS数据可靠性从而增强行驶安全性。
数据完整性是ADAS和信息娱乐系统的三大关键挑战之一
以创新数据总线连接技术,塑造互联和个性化汽车未来
步入数字经济时代,数据成为新的生产资料和关键生产要素,高带宽数据传输,正成为下一代整车电子架构的刚需。事实上,ADI在高可靠性车用数据总线传输上做了大量的探索和卓有成效的产业技术输出。
同样是在智能座舱内,车用音频已经从过去单纯的娱乐系统向信号输入、触发、处理与反馈的方向发展,并开始与汽车驾驶紧密结合。ADI创新性的A2B音频总线技术把原来传统的模拟音频传输转化成了数字音频传输方案,可提供高保真音频,并使音频布线重量减少75%,从而提高燃油效率。除了让布线更简单外,A2B还有更多的创新应用,比如更适应高级音频算法,可凭借DSP算法确保车内不同位置的音区独立性,以及实现回声消除、配合麦克风和功放进行ANC主动降噪等功能。
A2B技术提供低延迟语音和音频连接
汽车也正快速成为使用以太网设备的主要应用之一,在汽车中广泛部署以太网是整车电子电气架构向以区域为导向过渡的关键之一,能大幅节省电缆成本,显著减少ECU数量,并且支持通过无线更新部署新功能和增强功能。ADI基于新的IEEE 10base T1S标准的E2B以太网到边缘总线,为许多车载传感器和执行器提供高效、确定性的最后一公里连接,能够更轻松的管理整个车辆的复杂网络。
如今,汽车工业最大的变革正在同时发生,其一是电动化,其二便是智能化和网联化。作为世界领先的汽车半导体解决方案提供商,ADI一直与优秀的汽车OEM、一级供应商和生态系统合作伙伴密切合作,扩充核心技术并在系统和平台的维度强化完整方案提供优势。以GMSL SerDes技术为代表的ADI系列汽车连接解决方案,将帮助应对汽车数据传输链路设计的复杂性、重量和成本等一系列挑战,为汽车制造商带来巨大价值,共同塑造互联和个性化汽车的未来。
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