MIPI 聯(lián)盟最近發(fā)布了 MIPI A-PHY v1.0，這是第一個(gè)汽車長(zhǎng)距離串行器-解串器 (SerDes) 物理層接口規(guī)范。讓我解釋一下汽車 SerDes 接口的用途以及它們?yōu)楹沃匾?/p>

新的變革性汽車趨勢(shì)正在加速汽車電子的發(fā)展。高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng) (IVI) 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng) (ADS) 正在增加對(duì)更復(fù)雜的攝像頭、傳感器、顯示器和車載處理能力的需求。

好處是顯而易見(jiàn)的：更先進(jìn)的傳感器和電子設(shè)備改進(jìn)了 ADAS，更高分辨率和更大的車載顯示器提高了駕駛員的意識(shí)，而 ADS 有助于消除人為錯(cuò)誤。然而，這些趨勢(shì)需要在安全和駕駛員應(yīng)用方面進(jìn)行新的創(chuàng)新，從而使車輛在技術(shù)上更加復(fù)雜。汽車 OEM 和供應(yīng)商可以利用現(xiàn)有技術(shù)支持這些進(jìn)步，同時(shí)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。

示例用例：更好的備用攝像頭

攝像頭、傳感器、顯示器和其他組件的接口在新的汽車功能中發(fā)揮著重要作用。以備用攝像頭為例：后置攝像頭的視頻必須實(shí)時(shí)到達(dá)儀表板上的顯示器，任何中斷、延遲或故障都可能是生死攸關(guān)的問(wèn)題。

如今，跨車輛鏈接這些組件的物理層接口尚未標(biāo)準(zhǔn)化。該關(guān)鍵接口的行業(yè)支持技術(shù)規(guī)范將增加創(chuàng)新、降低成本并提高功能安全性和性能。

標(biāo)準(zhǔn)化接口還將更快地將新技術(shù)推向市場(chǎng)，為 OEM 提供更多選擇，促進(jìn)互操作性，并提供增強(qiáng)的支持服務(wù)，例如來(lái)自不斷增長(zhǎng)的生態(tài)系統(tǒng)的測(cè)試和軟件資源。

介紹 MIPI A-PHY

MIPI A-PHY v1.0 在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或菊花鏈拓?fù)渲刑峁┓菍?duì)稱數(shù)據(jù)鏈路，通過(guò)單根電纜提供高速單向數(shù)據(jù)、嵌入式雙向控制數(shù)據(jù)和可選電力傳輸。該聯(lián)盟還推出了MIPI Automotive SerDes Solutions (MASS)，這是一系列基于 A-PHY 的全棧連接解決方案，將為涉及 ADAS、IVI 和 ADS 的應(yīng)用提供端到端的安全性和功能安全性。

為了支持快速發(fā)展的車載電子設(shè)備，A-PHY 定義了一個(gè)可靠、有彈性、低延遲、高帶寬的接口，并為未來(lái)的性能提升開(kāi)辟了道路。主要特點(diǎn)包括：

高可靠性：超低誤包率10 -19或在汽車生命周期內(nèi)小于1個(gè)錯(cuò)誤

高彈性：對(duì) EMI 影響的超高抗擾度

高性能：數(shù)據(jù)速率高達(dá) 16 Gbps，路線圖可達(dá)到 48 Gbps 及更高；v1.1 已經(jīng)在開(kāi)發(fā)中，將提供翻倍的高速數(shù)據(jù)速率至 32 Gbps，并將上行鏈路數(shù)據(jù)速率提高到 200 Mbps

低延遲：固定延遲低至約 6μs，具體取決于速度齒輪

長(zhǎng)距離：可達(dá) 15 米

支持電纜供電

MIPI A-PHY 實(shí)施：汽車制造商預(yù)計(jì)將分兩個(gè)階段將 A-PHY 集成到他們的系統(tǒng)中。首先，A-PHY 將在橋接芯片之間提供標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)距離接口。隨著越來(lái)越多的組件支持 A-PHY，相機(jī)和顯示器將能夠在 A-PHY（無(wú)橋接芯片）上本地使用 CSI-2 和 DSI-2，以降低成本、復(fù)雜性、布線、重量和空間使用。（來(lái)源：MIPI）

如上圖所示，MIPI A-PHY 的主要目的是在相機(jī)和顯示器及其相關(guān)的電子控制單元 (ECU) 之間傳輸高速數(shù)據(jù)。它通過(guò)允許更高層協(xié)議（包括完善的MIPI CSI-2和MIPI DSI-2規(guī)范，以及其他經(jīng)批準(zhǔn)的協(xié)議，如 VESA 的 DisplayPort 和嵌入式 DisplayPort (DP/eDP)）直接在物理上運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)整個(gè)車輛的鏈接。

最終，A-PHY 直接集成到 ECU 將使 OEM 不必支持外部 PHY 橋接 IC。主要優(yōu)勢(shì)包括降低成本、電纜和開(kāi)發(fā)時(shí)間。

玻璃對(duì)玻璃圖像傳輸

在備用攝像頭示例中，MASS 提供了一個(gè)全棧解決方案，該解決方案使用相同的物理接口和相同的安全功能，創(chuàng)建了從攝像頭到顯示器的“玻璃到玻璃”解決方案。以下是它的工作原理：

（來(lái)源：MIPI）

后置攝像頭像素流通過(guò) A-PHY 使用 CSI-2 直接傳輸?shù)?ECU。ECU 通過(guò)圖形疊加執(zhí)行圖像信號(hào)處理，并將視頻流發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)顯示器。在這條腿上，可以使用 MIPI DSI-2 或 VESA DP/eDP over A-PHY 傳輸數(shù)據(jù)。

MASS 協(xié)議棧包含 CSI-2 和 DSI-2 的端到端功能安全和安全增強(qiáng)功能，以防止故障和惡意或非惡意篡改。此外，可以應(yīng)用高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù) (HDCP) 來(lái)防止復(fù)制。其結(jié)果是能夠?qū)⒈雀咔逡曨l更高分辨率的視頻從備用攝像頭傳輸?shù)今{駛員顯示屏。

其他 MASS 應(yīng)用包括車道保持和標(biāo)志檢測(cè)傳感器；360度攝像頭、激光雷達(dá)和雷達(dá)系統(tǒng)；以及多種高分辨率儀表、控制和娛樂(lè)顯示器，包括高級(jí)平視顯示器和側(cè)視鏡顯示器。

MASS 協(xié)議棧

MASS 堆棧包含安全性、可靠性和安全性所需的元素，可以適應(yīng) MIPI 和其他批準(zhǔn)協(xié)議的多種協(xié)議。

從物理層開(kāi)始，A-PHY 包括諸如 PHY 級(jí)重傳方案等功能，以恢復(fù)損壞的數(shù)據(jù)包并確保穩(wěn)定的連接。A-PHY 的與協(xié)議無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)鏈路層允許在一個(gè) A-PHY 鏈路上復(fù)用多個(gè)協(xié)議。

MIPI CSI-2 和 DSI-2 等低層協(xié)議通過(guò)一組安全和安全擴(kuò)展以及將這些協(xié)議映射到 A-PHY 的 A-Packet 格式的協(xié)議適配層 (PAL) 與 A-PHY 集成。PAL 正在為 MIPI CSI-2、MIPI DSI-2、VESA 的 DP/eDP、I 2 C、GPIO、I2S 和以太網(wǎng)開(kāi)發(fā)。MIPI I3C 總線接口的 PAL 也即將推出。

使用 MIPI 攝像頭服務(wù)擴(kuò)展 (CSE) 和顯示服務(wù)擴(kuò)展 (DSE) 在 CSI-2、DSI-2 和其他原生協(xié)議之上添加上層功能安全和安全功能。這些擴(kuò)展以及 MIPI A-PHY 參考一致性測(cè)試套件預(yù)計(jì)將于 2021 年初推出。

總之，這些元素將幫助系統(tǒng)級(jí)工程師遵守 ISO 26262 安全標(biāo)準(zhǔn)，并構(gòu)建滿足從 ASIL B 到 ASIL D 任何級(jí)別的汽車安全完整性等級(jí) (ASIL) 要求的系統(tǒng)。

雖然新車開(kāi)發(fā)需要數(shù)年時(shí)間，但車載連接的標(biāo)準(zhǔn)化端到端解決方案可以讓 OEM 及其供應(yīng)商更有信心集成未來(lái)技術(shù)，以增強(qiáng)安全性和車內(nèi)體驗(yàn)。

要了解有關(guān) MASS 和其他 MIPI 汽車解決方案的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：mipi.org。

審核編輯 黃昊宇