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解读新一代汽车高速连接标准A-PHY
【聚焦MIPI】系列之一

【作者: 益萊儲】2024年07月04日 星期四

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随着汽车行业的快速发展,车载通信技术也在不断进步。MIPI A-PHY作为一项新兴的连接标准,专为汽车应用设计的高速串列器-解串器(SerDes)实体层介面,正逐渐成为车载通信领域的明星技术。


MIPI A-PHY由MIPI联盟(Mobile Industry Processor Interface)开发,A-PHY标准的设计目的是为汽车中的摄影镜头、雷达、雷射雷达和显示器等高频宽资料传输提供可靠且高效的连接,以满足汽车行业对於高频宽、低延迟和可靠资料传输的严格要求。


CASE、MASS意为何物?


图一 :  产业趋势推进汽车功能安全
图一 : 产业趋势推进汽车功能安全

汽车的许多应用都受到全新产业趋势所驱动,「CASE」四个字母代表的是联网 (Connected)、自动化(Automated)、共用(Shared)和电气化(Electrified)。网联汽车使用先进的LTE和5G网路来增加网路频宽并驱动更高解析度的显示器;先进的自动化让新的应用程式有更充分的时间运用更高解析、更丰富的联网显示器以及联网感测器;共用是自动化的自然结果,让应用程式藉由互连的GPU和ECU有更多机会采用端到端相机和显示器;电气化需要低功率的照明和高效率的显示器。传统的汽车应用程式,持续要求提高相机和帧率的解析度,同时降低功耗和电气干扰容限。



图二 :  MIPI 自动化SerDes 方案(MASS)
图二 : MIPI 自动化SerDes 方案(MASS)

MASS 系列规范专为端到端功能安全和未来的安全而设计。图中左侧的镜头雷达使用 MASS 规范来撷取资料,并通过功能安全和安全协定予以保护,标记来自感测器和 ECU 的完整图示,再到显示器。不同区块分别通过A-PHY SerDes 介面完成这一切。ECU 图像讯号和图形显示处理器会协助显示器产生新的图元输出资料。通过A-PHY SerDes MASS 规范可以替显示处理器输出的图元提供安全保障,最终来到玻璃显示器的部分。端到端MASS的作法有时称为「玻璃到玻璃」,因为它从感测器捕捉到光的瞬间启动,一直到光线离开显示器为止。


标准的不断演进

MIPI A-PHY规范在点对点或菊轮链拓扑结构中提供非对称资料连结,具有高速单向资料、嵌入式双向控制资料和可选的供电功能,全部通过单根电缆实现。这减少了布线、成本和重量,并允许设计人员根据其用例所需的性能、成本和复杂性优化系统,提供可扩展性和灵活性,以满足广泛的速度和设计需求。为了与现有网路骨干整合,A-PHY补充了乙太网、CAN、FlexRay和其他介面。


MIPI A-PHY 标准不断演进,以满足日益增长的性能和功能需求。最新的进展包括更高的传输速率、更低的功耗以及更好的相容性。比如,最新版本可能支持每秒数十 Gbps 的传送速率,大大提升了资料传输的效率。


在汽车领域的应用广泛

A-PHY可以用於连接车载摄影镜头、雷达、感测器等设备与中央处理单元,实现高速的资料传输,为自动驾驶和高级驾驶辅助系统(ADAS)提供关键的支援。例如,在自动驾驶中,A-PHY能够快速传输来自多个摄影镜头的图像资料,以极低的延迟传输到处理单元,使车辆能够及时准确地感知周围环境。


* 自动驾驶系统中的感测器资料传输,如摄影镜头、雷达等。


* 车载资讯娱乐系统的高画质视频和音讯广播。


* 车辆内部的高速网路连接,实现不同模组之间的高效通信。


预计首批使用A-PHY元件的车辆将於2024年投入生产。除汽车用途外,该规范还将非常适合物联网和工业等应用。


产业链上下游进展

晶片厂商普遍计画采用 MIPI A-PHY,这种远端实体层介面非常适合用於汽车和其他环绕感测器应用,例如摄影镜头和车载资讯娱乐(IVI)显示器。汽车制造商则在不断改进自动驾驶功能,他们也意识到,这些功能应当有助於提升汽车的安全性。


作为MIPI A-PHY标准的重要贡献者,Valens率先推出符合A-PHY标准的晶片组VA7000,并与索尼(SONY)、黑芝麻智慧科技等公司合作,将A-PHY技术应用於汽车摄影镜头模组、自动驾驶计算平台等领域。英特尔与Valens代工合作,使用其先进的制程技术为Valens代工生产新一代MIPI A-PHY晶片,以满足市场需求。


是德科技的SerDes接收机(Rx)合规性测试解决方案,根据合规性测试规范(CTS)的要求验证移动行业处理器介面MIPI A-PHY 器件。该解决方案由是德科技联合 BitifEye Digital Test Solutions GMBH 和 Wilder Technologies 两家公司共同开发,并且得到了 Valens的支援。是德科技提供先进的设计和验证解决方案,旨在加速创新,创造一个安全互联的世界。


面临的挑战和机遇

一项新兴技术发展过程中总会面临诸多挑战。首先,其技术尚处於不断完善的阶段,新的标准和技术在实际应用中可能会暴露出一些未被充分验证的问题,例如在复杂的电磁环境中能否保持稳定的资料传输性能。再者,市场对於成本的敏感度较高,A-PHY 相关产品在初期的研发和生产成本较高,这可能使其在价格竞争激烈的市场中面临一定的压力。


此外,A-PHY 要在诸如汽车等对安全性和可靠性要求极为严苛的领域广泛应用,必须要满足一系列高标准的认证和测试,这无疑增加了其推广和普及的难度。


然而,MIPI A-PHY也生在充满机遇的时代。随着汽车行业向智慧化和电动化的快速迈进,对高速、稳定且低延迟的资料传输需求日益增长,这为A-PHY在汽车领域的应用提供了广阔的空间。例如,自动驾驶技术的发展需要大量感测器资料的即时传输,A-PHY正好能满足这一需求。


同时,工业 4.0 时代的到来促使工业生产中的设备互联更加紧密和高效,A-PHY有??在工业自动化领域发挥重要作用,助力提升生产效率和品质控制水准。另外,5G技术的普及也为 A-PHY 创造了更多的应用可能性,二者的融合将为智慧交通、远端医疗等新兴领域带来创新性的解决方案。


结语

MIPI A-PHY作为一项具有创新性和前瞻性的连接标准,虽然在发展过程中面临诸多挑战,但凭藉其卓越的性能和广泛的应用前景,无疑将在汽车、工业等领域发挥重要作用。随着技术的不断进步和产业链的协同发展,相信 MIPI A-PHY 有??迎来更加辉煌的未来,为我们的生活和工作带来更多的便利和创新。


不断演进变化的标准给企业带来压力,而为了与产业创新步伐同步,企业必须进行持续投资。益莱储每年都会对产品库进行大量投资,以便在推出最新技术时可用。益莱储庞大的产品库存提供无缝衔接的租赁解决方案。通过来自200多家制造商的价值10亿美元的电子测试设备资产的海量库存,益莱储测试解决方案能够帮助企业在当今快速发展的商业环境中解决测试测量问题。


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