汽車SerDes實現更好的ADAS攝像頭傳感器
發布時間:2024-08-15 責任編輯:lina
【導讀】HDR 相(xiang)機(ji)的(de)世(shi)界(jie)不(bu)僅(jin)限(xian)於(yu)為(wei)您(nin)的(de)手(shou)機(ji)或(huo)超(chao)高(gao)清(qing)電(dian)視(shi)屏(ping)幕(mu)提(ti)供(gong)令(ling)人(ren)驚(jing)豔(yan)的(de)視(shi)覺(jiao)效(xiao)果(guo)。如(ru)今(jin),高(gao)性(xing)能(neng)相(xiang)機(ji)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)現(xian)代(dai)先(xian)進(jin)駕(jia)駛(shi)輔(fu)助(zhu)係(xi)統(tong) (ADAS) 和自動駕駛汽車 (AV) 領域。例如,Waymo 的第五代自動駕駛汽車配備了至少29個攝像頭,此外還有五個激光雷達和六個雷達。
HDR 相(xiang)機(ji)的(de)世(shi)界(jie)不(bu)僅(jin)限(xian)於(yu)為(wei)您(nin)的(de)手(shou)機(ji)或(huo)超(chao)高(gao)清(qing)電(dian)視(shi)屏(ping)幕(mu)提(ti)供(gong)令(ling)人(ren)驚(jing)豔(yan)的(de)視(shi)覺(jiao)效(xiao)果(guo)。如(ru)今(jin),高(gao)性(xing)能(neng)相(xiang)機(ji)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)應(ying)用(yong)於(yu)現(xian)代(dai)先(xian)進(jin)駕(jia)駛(shi)輔(fu)助(zhu)係(xi)統(tong) (ADAS) 和自動駕駛汽車 (AV) 領域。例如,Waymo 的第五代自動駕駛汽車配備了至少29個攝像頭,此外還有五個激光雷達和六個雷達。
未來的自動駕駛汽車需要支持總帶寬在 3 到 40 GBit/s(約 1.4 到 19 TB/h)之間,而攝像頭將生成最多的數據。
圖 1:在ADAS和AV傳感器中,攝像頭每秒產生的數據量最多。數據來源:Lucid Motors
車載網絡 - 區域架構
這些不同的傳感器類型在背板中使用不同的數據速率,汽車工程師麵臨的挑戰之一是如何通過區域架構簡化車載網絡的複雜性。
圖 2 是區域架構的簡化表示:不同的傳感器類型聚合到不同的區域中,汽車以太網充當每個區域或域之間的互連。
圖2.基於區域的車載網絡架構的概念圖。
汽車SerDes的重要性日益增加
用於ADAS的攝像頭傳感器需要高數據速率和傳輸速度才能按設計運行。開發人員越來越多地轉向串行器/解串器(SerDes)連接,將這些攝像頭連接到車輛的圖像處理電子控製單元(ECU),如圖2中的淺橙色互連所示。這種SerDes 連接將並行數據轉換為串行數據(反之亦然),從而使用低成本電纜和連接器實現設備之間的更快通信。
目前,SerDes解決方案由各個供應商使用封閉的專有標準提供,但這種情況將發生變化。業界認識到,透明和統一的標準和測試要求將使芯片供應商、汽車一級供應商和汽車製造商能夠加快其開發周期、降低成本並提高與其他商用設備的互操作性。
業界已經在通過SerDes車載網絡解決方案解決一些緊迫的挑戰,例如驗證:
■ 不同媒體相關接口(MDI)電纜和連接器之間的互操作性。
■ 發射機、互連和接收機性能的完整性。
■ 係統對各種電磁幹擾 (EMI) 的魯棒性。
■ 從物理層到整個協議棧的網絡安全。
互操作性是一個真正的問題。收發器是敏感設備,必須經過全麵測試,以確保它們能夠在眾所周知的惡劣汽車環境中運行,包括熱、振動、靜電放電 (ESD) 和 EMI。讓我們看一下收發器測試的一些示例。
發射機測試
在發射機的情況下,我們必須保證發射信號特性良好。
圖3.後視ADAS安全攝像頭傳輸,帶丟包。
圖 3 是shi帶dai有you水shui平ping線xian的de汽qi車che倒dao車che攝she像xiang頭tou視shi圖tu示shi例li。這zhe些xie線xian路lu是shi由you傳chuan輸shu中zhong的de間jian隙xi引yin起qi的de,也ye稱cheng為wei丟diu包bao。駕jia駛shi員yuan可ke能neng仍reng然ran能neng夠gou看kan到dao掉diao落luo的de幾ji個ge數shu據ju包bao的de圖tu像xiang,但dan是shi當dang一yi個ge孩hai子zi突tu然ran出chu現xian在zai倒dao車che車che輛liang後hou麵mian時shi,變bian速su器qi閃shan爍shuo黑hei色se將jiang是shi災zai難nan性xing的de!
多個供應商都參與了啟用此安全功能:相機製造商、電纜供應商和路由信號的交換機供應商,以及處理數據的 GPU 或 ECU,並且不要忘記最終需要停止汽車的製動器。我們可以理解為什麼整體互操作性至關重要。
通道測試
在ADAS攝像頭係統中,連接攝像頭的電纜、連接器、夾(jia)具(ju)或(huo)線(xian)束(shu)稱(cheng)為(wei)鏈(lian)路(lu)或(huo)通(tong)道(dao)。鏈(lian)路(lu)或(huo)信(xin)道(dao)測(ce)試(shi)對(dui)於(yu)確(que)保(bao)發(fa)射(she)機(ji)和(he)接(jie)收(shou)機(ji)之(zhi)間(jian)保(bao)持(chi)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。考(kao)慮(lv)到(dao)在(zai)惡(e)劣(lie)的(de)汽(qi)車(che)環(huan)境(jing)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)纜(lan)長(chang)度(du),查(zha)看(kan)阻(zu)抗(kang)與(yu)頻(pin)率(lv)的(de)關(guan)係(xi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),以(yi)預(yu)測(ce)通(tong)道(dao)在(zai)車(che)輛(liang)內(nei)的(de)性(xing)能(neng)。
鏈lian路lu段duan由you電dian纜lan和he直zhi插cha式shi連lian接jie器qi以yi及ji兩liang端duan的de配pei套tao連lian接jie器qi組zu成cheng。最zui終zhong,線xian束shu負fu責ze傳chuan輸shu控kong製zhi和he有you效xiao載zai荷he數shu據ju,以yi及ji為wei遠yuan程cheng傳chuan感gan器qi提ti供gong直zhi流liu電dian源yuan。
SerDes鏈路的信道表征包括時域和頻域分析。這需要查看布線係統、MDI 以及夾具和測試設置要求。
實際的 MDI 連接器不是標準的,但有一些嚴格的規範有助於確保 MDI 和電纜之間的不必要的交互最小化。圖 4 提供了用於多千兆汽車以太網的 H-MTD 連接器示例,也可用於新興的 SerDes 標準。
圖4.帶有 H-MTD 和 SMA 的 MDI 連接器示例。
接收機測試
接收方負責理解通過鏈路發送的數據,然後將其傳遞到ECU或顯示設備中進行進一步處理。接收器的位錯誤將導致來自攝像頭、雷達和激光雷達等安全關鍵傳感器的數據丟失或損壞。
zhengquedejieshouqigongnengbiandeyuelaiyuekunnan,tebieshidangtongguobaoluyuxuduotongbuzaoshengyuandechangxindaofasongshi。weilebiaozhengjieshoujidenengli,womenbixuceliangcunzaiduogezaoshengyuanshidewuchashuiping,baokuo:
■ 窄帶幹擾
■ 大電流注入
■ 在線
■ 瞬態
■ 外來電纜束串擾
測量設置可以包括噪聲源、放大器和耦合電路,允許將精確的噪聲水平注入到有源SerDes鏈路上。然後查詢 DUT 的(de)信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang)寄(ji)存(cun)器(qi),以(yi)驗(yan)證(zheng)接(jie)收(shou)器(qi)是(shi)否(fou)可(ke)以(yi)在(zai)存(cun)在(zai)噪(zao)聲(sheng)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)正(zheng)確(que)解(jie)釋(shi)符(fu)號(hao)。接(jie)收(shou)機(ji)測(ce)試(shi)的(de)重(zhong)點(dian)是(shi)對(dui)接(jie)收(shou)機(ji)施(shi)加(jia)壓(ya)力(li),以(yi)確(que)保(bao)它(ta)仍(reng)能(neng)保(bao)持(chi)BER率。
車載網絡測試變得至關重要
根據 MarketsandMarkets 的數據,到 2028 年,全球汽車攝像頭市場規模預計將從 2023 年的 80 億美元增長到 139 億yi美mei元yuan。由you於yu需xu要yao更geng多duo的de攝she像xiang頭tou和he其qi他ta傳chuan感gan器qi來lai確que保bao更geng高gao的de安an全quan性xing並bing實shi現xian自zi動dong駕jia駛shi的de發fa展zhan,因yin此ci對dui車che載zai網wang絡luo進jin行xing測ce試shi以yi確que保bao互hu操cao作zuo性xing並bing滿man足zu其qi關guan鍵jian任ren務wu功gong能neng的de性xing能neng標biao準zhun至zhi關guan重zhong要yao。
不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)的(de)高(gao)速(su)數(shu)據(ju)速(su)率(lv)通(tong)常(chang)會(hui)給(gei)企(qi)業(ye)帶(dai)來(lai)壓(ya)力(li),而(er)為(wei)了(le)跟(gen)上(shang)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)的(de)標(biao)準(zhun),企(qi)業(ye)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)持(chi)續(xu)投(tou)資(zi)。每(mei)年(nian),益(yi)萊(lai)儲(chu)都(dou)會(hui)對(dui)產(chan)品(pin)庫(ku)進(jin)行(xing)大(da)量(liang)投(tou)資(zi),以(yi)便(bian)在(zai)推(tui)出(chu)最(zui)新(xin)技(ji)術(shu)時(shi)可(ke)用(yong)。益(yi)萊(lai)儲(chu)龐(pang)大(da)的(de)產(chan)品(pin)庫(ku)存(cun)為(wei)您(nin)提(ti)供(gong)無(wu)縫(feng)銜(xian)接(jie)的(de)租(zu)賃(lin)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。通(tong)過(guo)來(lai)自(zi)200多家製造商的價值10億美元的電子測試設備資產的海量庫存,我們的解決方案能夠幫助企業在當今快速發展的商業環境中解決測試測量問題。
(本文主要內容來源:是德科技)
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