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汽車工業(yè)快速發(fā)展的主要驅(qū)動力正從過去專注于動力系統(tǒng)，逐漸擴展到不斷改進的智能需求。智能駕駛艙和高級輔助駕駛系統(tǒng)（ADAS）作為消費者能感受到的直觀體驗，各大品牌汽車公司也在積極展示肌肉的道路上瘋狂內(nèi)卷——比如推出配置33 分辨率高達9英寸K的 LED 超大連屏部署中控和副駕雙15.7英寸3K OLED雙聯(lián)屏和后排頂部的大尺寸吸頂屏，6個800萬像素攝像頭，5個200萬像素攝像頭，1毫米波雷達 超聲波雷達12個 1.激光雷達等感知部件……

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汽車從簡單的交通到移動旅游空間的概念趨勢，汽車功能越來越復(fù)雜，數(shù)據(jù)傳輸和實時處理的指數(shù)增長，提出高帶寬、低延遲和高可靠性的新要求，已成為汽車制造商面臨的最大挑戰(zhàn)之一。亞德諾（ADI）公司的GMSL(千兆多媒體串行鏈路)在近20年的進化過程中，以更快的聚合數(shù)據(jù)，保持用于安全應(yīng)用的數(shù)據(jù)的完整性，支持系統(tǒng)在車輛的多個屏幕上顯示不同的內(nèi)容，逐漸脫穎而出，成功部署全球車輛超過5億輛GMSL通訊節(jié)點，幫助汽車實現(xiàn)更舒適、更智能的駕駛體驗和更安全的自動駕駛目標。

汽車智能網(wǎng)絡(luò)風起，GMSL鋪設(shè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俟��?/b>

先進的輔助駕駛系統(tǒng)、高清視頻娛樂、多傳感器集成、車身智能控制等變得越來越復(fù)雜，并逐漸成為智能汽車的標準配置。這些配置模塊之間的控制信息和音頻和視頻數(shù)據(jù)吞吐量從數(shù)百個不等 Mbps，多達幾十Gpbs，在傳統(tǒng)汽車中是不可想象的量級。因此，實現(xiàn)高速、高可靠、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)變得前所未有。

與并行總線相比，SerDes（Serializer/Deserializer，串行器/解串器)是目前主流的多路重用、點對點串行通信技術(shù)。信號線之間沒有干擾，同時也沒有要求。只有提高頻率，才能進行更高的數(shù)據(jù)流傳輸，有效滿足車載高帶寬數(shù)據(jù)的實時傳輸需求。據(jù)研究機構(gòu)Kingpin Market Research預(yù)2026年全球車載預(yù)測SerDes市場規(guī)模將從2020年開始 2021-2026年，1.94億美元增至3.49億美元 復(fù)合年增長率為10.3%。

ADI GMSL技術(shù)作為SerDes串行器與解串器芯片的互操作性允許鏈路兩側(cè)使用不同的接口，廣泛應(yīng)用于車內(nèi)UHD高速傳輸視頻、音頻、控制信息、組合傳感器等數(shù)據(jù)。GMSL長達15通信媒體支持m同軸電纜或10m-15m屏蔽雙絞線電纜具有相當大的配置靈活性和成本優(yōu)勢，滿足汽車行業(yè)最嚴格的電磁兼容性要求。

GMSL串行/解串數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)示例圖

隨著汽車總線技術(shù)的不斷發(fā)展，ADI GMSL SerDes產(chǎn)品也在迭代升級-2004年問世MAX9247/9248是GMSL第一代產(chǎn)品， 1Gbps最大可傳輸300萬像素(1080p/30fps）視頻流數(shù)據(jù)；2017年GMSL 第二代產(chǎn)品的出現(xiàn)整合了復(fù)雜的診斷功能，并將帶寬提升到6Gbps，800萬像素可以輕松傳輸(4)K/30fps）視頻流數(shù)據(jù)；現(xiàn)在GMSL第三代和第四代產(chǎn)品的傳輸速率可達12Gbps，與行業(yè)其他解決方案相比，在未來汽車信息娛樂和高級駕駛輔助系統(tǒng)所需的高帶寬、復(fù)雜模塊連接和數(shù)據(jù)完整性保證方面，競爭優(yōu)勢進一步突出。

ADI 在GMSL差分信號傳輸產(chǎn)品的研發(fā)歷史

l 智能駕駛艙多屏演進 不止于大

梅賽德斯-奔馳母公司戴姆勒首席設(shè)計師戈登·瓦格納曾指出，屏幕是通往數(shù)字世界的窗口，屏幕是新的馬力。目前，除中央控制臺外，駕駛控制裝置的儀表板和后座娛樂顯示屏的尺寸正在增加，分辨率也在逐漸增加。不僅如此，汽車制造商還積極嘗試添加后視鏡顯示屏來投射后置攝像頭的圖像。未來的高清多屏幕互聯(lián)不僅是更大的尺寸和更清晰的圖像質(zhì)量，而且更靈活地與智能汽車系統(tǒng)有效地連接，這將大大提高用戶的駕駛體驗，開辟一個完美的第三生活空間。

中央控制顯示屏越來越高清，對視頻數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)膸�寬需求也越來越�?/p>

從實現(xiàn)架構(gòu)的角度來看，車內(nèi)顯示屏數(shù)量和分辨率的提高，以及車載SoC隨著系統(tǒng)互聯(lián)的日益復(fù)雜，一芯多屏架構(gòu)有望取代傳統(tǒng)的單芯單屏方案，利用硬件虛擬化技術(shù)在同一硬件平臺上控制多屏顯示和交互�；�于GMSL SerDes該技術(shù)可以實現(xiàn)視頻源數(shù)據(jù)從處理器單元到每個車載顯示屏的回傳，并在多個屏幕上顯示不同的內(nèi)容。作為雙向傳輸連接，GMSL還可以進行控制信號傳輸和多路集成，如顯示屏觸摸檢測和信息處理。由于一個GMSL串行器最多可以驅(qū)動四個解串器，理論上可以同時傳輸四個屏幕的數(shù)據(jù)信息。

目前主流支持車內(nèi)顯示屏像素的改進GMSL第三代產(chǎn)品8000 萬像素4K由于視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆直媛�，GMSL支持VESA和MIPI顯示串流壓縮技術(shù)（DSC），根據(jù)高端電子設(shè)備的高質(zhì)量音視頻傳輸要求，該技術(shù)可實現(xiàn)3:1無損壓縮視頻信號傳輸。 此外，與不同類型車載屏幕兼容的數(shù)字接口是高速通信鏈路設(shè)計的另一個挑戰(zhàn)，GMSL不僅支持主流顯示屏，DP/eDP、DSI等接口還可以支持大多數(shù)高清攝像頭視頻數(shù)據(jù)的傳輸和應(yīng)用MIPI CSI-2接口。值得一提的是，GMSL各代產(chǎn)品與芯片管腳兼容PCB新一代的設(shè)計SerDes芯片可以向前兼容匹配，幫助客戶無縫SerDes簡化駕駛艙系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路布局設(shè)計，同時降低整體成本。

l ADAS圖像高速傳輸與數(shù)據(jù)安全并重

智能網(wǎng)絡(luò)汽車技術(shù)進入著陸的關(guān)鍵時期，反映出越來越多的新車通過高分辨率攝像頭滿足智能駕駛時代環(huán)境感知的高標準。伴隨ADAS預(yù)計到2025年，自行車高清攝像頭平均裝載量將接近10個，逐步升級加速滲透，疊加各車企硬件冗余性高。與此同時，800萬像素攝像頭的滲透率逐漸上升，使汽車能夠看到更清晰、更廣泛，以滿足更多應(yīng)用場景的需求。

除了更高像素的眼睛，因為攝像頭通常只負責收集和輸出原始視頻信號，Toshiba代理視覺神經(jīng)和高計算能力的中央處理器大腦也需要無損、無延遲地傳輸。更高幀率和分辨率的視頻信號傳輸給總線帶寬帶來更大壓力，ADAS還需要考慮實現(xiàn)整個系統(tǒng)的成本和功耗，

GMSL 全面支持ADAS系統(tǒng)要求的高速數(shù)據(jù)傳輸和信號完整性保證，包括攝像頭超低功耗運行、傳感器數(shù)據(jù)快速收集等。由于GMSL該技術(shù)具有視頻切割功能GMSL四通道解串器MAX以9286為例，它可以自動生成攝像頭同步信號，將多個傳感器的圖像數(shù)據(jù)對準到同一像素，實現(xiàn)用戶編程的關(guān)鍵參數(shù)，集成方案可以取代四個分立解串器和一個FPGA，來自四個攝像頭的視頻信號只需單芯片即可接收和同步，大大降低了電路板面積和元件數(shù)量，有效降低設(shè)計風險，加快產(chǎn)品上市進程。

GMSL四通道解串器MAX9286可同時支持四個攝像頭的信號傳輸

不僅如此，GMSL圖像處理功能集成在解串器內(nèi)，接收到GMSL串行數(shù)據(jù)可以直接解開串和圖像處理，根據(jù)客戶需求拼接還原多個圖像信息，并呈現(xiàn)在車載顯示屏上，節(jié)省了中央處理器平臺圖像處理的延遲。GMSL還支持同軸電纜的電力傳輸（POC），因此，串行器芯片可以集成到攝像頭中，直接由車輛系統(tǒng)供電。

值得一提的是，一切GMSL解決方案均符合汽車功能安全標準ASIL B規(guī)范要求。由于GMSL串行器和解串器都具有內(nèi)置的擴頻功能，有效提高了鏈路的電磁兼容性，不需要外部擴頻時鐘，這也是GMSL產(chǎn)品解決方案的最大優(yōu)點是系統(tǒng)設(shè)計能夠有效地幫助客戶滿足汽車標準。此外，GMSL通過提高汽車，解決方案還提供鏈路診斷功能，實時監(jiān)控信道的傳輸質(zhì)量和數(shù)據(jù)完整性ADAS數(shù)據(jù)可靠性提高了駕駛安全性。

數(shù)據(jù)完整性是ADAS信息娛樂系統(tǒng)的三大關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一

創(chuàng)新數(shù)據(jù)總線連接技術(shù)，塑造互聯(lián)網(wǎng)和個性化汽車的未來

進入數(shù)字經(jīng)濟時代，數(shù)據(jù)已成為新的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和關(guān)鍵生產(chǎn)要素，高帶寬數(shù)據(jù)傳輸正成為下一代汽車電子架構(gòu)的剛性需求。事實上，ADI對高可靠性汽車數(shù)據(jù)總線傳輸進行了大量探索和有效的工業(yè)技術(shù)輸出。

同樣，在智能駕駛艙車音頻已經(jīng)從過去簡單的娛樂系統(tǒng)發(fā)展到信號輸入、觸發(fā)、處理和反饋，并開始與汽車駕駛緊密結(jié)合。ADI創(chuàng)新性的A2B音頻總線技術(shù)將傳統(tǒng)的模擬音頻傳輸轉(zhuǎn)化為數(shù)字音頻傳輸方案，可提供高保真音頻，減輕音頻布線重量75%，提高燃油效率。除了讓布線更簡單，A2B還有更多的創(chuàng)新應(yīng)用，比如更適合高級音頻算法，可以依靠DSP算法保證了車內(nèi)不同位置音區(qū)的獨立性，實現(xiàn)了回聲消除，并配合麥克風和功率放大器ANC主動降噪等功能。

A2B技術(shù)提供低延遲語音和音頻連接

汽車也迅速成為使用以太網(wǎng)設(shè)備的主要應(yīng)用之一。廣泛部署以太網(wǎng)是汽車電子電氣架構(gòu)向面積過渡的關(guān)鍵之一，可以大大節(jié)省電纜成本，顯著降低ECU通過無線更新支持新功能的部署和增強。ADI基于新的IEEE 10base T1S標準的E2B從以太網(wǎng)到邊緣總線，為許多車載傳感器和執(zhí)行器提供高效、確定的最后一公里連接，更容易管理整個車輛的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

如今，汽車工業(yè)最大的變化同時發(fā)生，一是電氣化，二是智能化和網(wǎng)絡(luò)化。作為世界領(lǐng)先的汽車半導(dǎo)體解決方案提供商，ADI一直和優(yōu)秀的汽車在一起OEM、一級供應(yīng)商與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴密切合作，擴大核心技術(shù)，加強系統(tǒng)和平臺維度的完整方案。以GMSL SerDes以技術(shù)為代表ADI一系列汽車連接解決方案將有助于應(yīng)對汽車數(shù)據(jù)傳輸鏈路設(shè)計的復(fù)雜性、重量和成本，為汽車制造商帶來巨大價值，共同塑造互聯(lián)網(wǎng)和個性化汽車的未來。