
Quando un'auto a guida autonoma accelera a una velocità di 120 chilometri all'ora, i suoi "occhi"-il sistema di telecamere-devono inviare immagini ad alta definizione al "cervello" (ECU) entro pochi millisecondi per l'analisi e il processo decisionale. Questa non è solo la trasmissione dei dati, è una gara a staffetta legata alla sicurezza sotto il test di ambiente elettromagnetico estremamente rumoroso, vibrazioni continue e differenze di temperatura da meno 40 gradi a 105 gradi sopra lo zero. La tradizionale interfaccia CSI-2 MIPI per l'elettronica di consumo è allungata in grandi architetture automobilistiche. In questo momento,Tecnologia SerDes (Serializer/Deserializer)Da dietro le quinte al fronte, è diventato un ponte chiave che collega telecamere distribuite e unità di elaborazione centrale.
In poche parole, SerDes è un'architettura di comunicazione point-to-point progettata per la trasmissione video a lunga distanza e altamente resistente al rumore. Il suo flusso di lavoro è come un efficiente sistema di messaggistica:
Serializzazione (sul lato della telecamera): Il chip serializzatore nel modulo fotocamera "racchiude" 8-16 dati paralleli generati dal sensore di immagine e li comprime in un flusso di bit seriale ad alta velocità.
Trasmissione (via cavo): Questo flusso di dati ad alta velocità passa attraverso il corpo attraverso un singolo cavo schermato (coassiale o doppino intrecciato), con una tipica distanza di trasmissione verso l'alto15 m, Abbastanza per estendersi dal parabrezza anteriore al controller del bagagliaio.
Desializer (lato ECU): Il chip deserializzatore situato nell'unità di controllo elettronica "spacchetta" i dati seriali ricevuti e lo ripristina a un formato parallelo che può essere riconosciuto dal processore.
Il vantaggio principale di questo processo èPer semplificare. Utilizza un cavo schermato di alta qualità per sostituire le dozzine di fili sottili necessari per le interfacce parallele tradizionali, che non solo riduce notevolmente il peso e la complessità del cablaggio, ma anche a causa del suo cablaggioTrasmissione del segnale differenzialeESchermatura completaHa una forte immunità contro le fonti di interferenza elettromagnetica come il sistema di accensione, il motore e l'audio ad alta potenza nell'auto.
I segnali SerDES alla fine atterrano attraverso connettori fisici. I connettori del calibro dell'auto non dovrebbero solo essere "collegati", ma anche "collegati stabilmente e per lungo tempo". Quello che segue è un confronto approfondito dei quattro schemi tradizionali:
| Caratteristiche | FAKRA | Mini-FAKRA | HSD | Coppia intrecciata ad alta velocità |
|---|---|---|---|---|
| Architettura | Coassiale 50Ω | Coassiale 50Ω | Differenziale di 100Ω | Differenziale di 100Ω |
| Larghezza di banda | Fino a 6 GHz | Fino a 20 GHz | Ottimizzato per LVDS ecc | Capacità Multi-Gbps |
| Dimensioni | Standard | 80% più piccolo di FAKRA | Compatto | Compatto |
| Vantaggi chiave | Costo eccellente, maturità ecologica | Alta larghezza di banda, risparmio di spazio | Forte capacità anti-crosstalk, cablaggio flessibile | Estrema resistenza EMI |
| Applicazioni tipiche | Videocamera ADAS da HD a 4K | Sistema multi-camera 4K/8K | Telecamera LVDS, infotainment all'interno del veicolo | Alto ambiente di interferenza elettromagnetica |
Selezione del tipo attraverso il treno:
Il perseguimento di affidabile ed economico: Per la vista surround e le telecamere per la vista frontale da 1080p a 4K,FAKRAÈ ancora il gold standard che ha resistito alla verifica di decine di milioni di veicoli.
Di fronte alle doppie sfide dello spazio e della larghezza di banda: Quando il tuo design deve ospitare più telecamere 4K o anche 8K, e lo spazio PCB è ogni centimetro d'oro,Mini-FAKRALa direzione inevitabile.
Utilizzando l'architettura differenziale come LVDS: Se il modulo della fotocamera emette segnali LVDS, o il sistema è particolarmente sensibile al cross-talk, si dovrebbe scegliere unHSDConnettore.
Trattare con ambienti elettromagnetici estremi: In alcuni veicoli speciali o veicoli guidati automatici industriali (AGV), se il cavo della telecamera deve passare vicino a forti fonti di interferenza come motori e azionamenti elettrici,Coppia intrecciata ad alta velocitàL'interfaccia fornisce il massimo livello di garanzia di integrità del segnale grazie alla sua naturale capacità di rifiuto del rumore in modalità comune.
Un promemoria vitale: La corrispondenza dell'impedenza è la linea di fondo! Deve essere abbinato per FAKRA/Mini-FAKRACavo coassiale 50ΩPer HSD/Coppia Twisted ad alta velocitàCoppia Twisted schermato 100Ω, Qualsiasi mancata corrispondenza causerà la riflessione del segnale e ridurrà notevolmente la qualità del collegamento.
Prendiamo un tipico sistema di visualizzazione surround a 360 gradi e colleghiamo l'intero collegamento SerDes in serie:
Una telecamera grandangolare è installata sotto gli specchietti retrovisori anteriori, posteriori, sinistro e destro del veicolo. Le immagini catturate da ciascuna telecamera vengono convertite in streaming ad alta velocità dal chip serializzatore integrato.Connettore FAKRAECavo coassialeManda fuori.
Questi cavi, come il nervo ottico, convergono a una piattaforma di calcolo centrale situata al centro e nella parte posteriore del veicolo. Il connettore garantisce l'accesso al segnale senza perdita qui e il chip deserializzatore ripristina i dati e lo trasmette al potente processore AI attraverso l'interfaccia CSI-2 MIPI per la cucitura dello schermo, il riconoscimento degli oggetti e la previsione della traiettoria.
Bassa latenza è la linfa vitale di tutto. A una velocità di 80 chilometri all'ora, il veicolo si muove di circa 2,2 centimetri per millisecondo. Lo stesso collegamento SerDes aggiunge solo un ritardo di microsecondo, il che significa che la "distanza di pensiero" del veicolo dal vedere un ostacolo al sistema che prende una decisione viene ridotta al più breve tempo possibile, ottenendo preziosi tempi di reazione per la frenata di emergenza (AEB) o l'evitamento dello sterzo.
Progettare un sistema di visione SerDes teoricamente perfetto è solo il primo passo. Come si garantisce che i connettori selezionati ad alte prestazioni (come Mini-FAKRA) siano disponibili in modo stabile e tempestivo? Come si ottiene la giusta corrispondenza dell'impedenza e le raccomandazioni sul layout PCB in fase di progettazione? Chi può rispondere rapidamente quando la linea di produzione ha bisogno di supporto?
Questo è esattamenteBONCHIP come distributore autorizzato di diversi produttori di connettori superioriIl valore sta. Sappiamo che il successo del progetto automobilistico non risiede solo nel design dei disegni, ma anche nella connessione senza soluzione di continuità dal campione alla produzione di massa.
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Il mercato attuale èI dispositivi analogici con GMSLETexas Struments, collegamento FPDCome ad esempio dominano gli accordi privati. Promosso però dall'Alleanza MIPIA-PHYStanno emergendo standard aperti per abbattere la dipendenza da un unico fornitore e fornire alle case automobilistiche una maggiore flessibilità e sicurezza della catena di approvvigionamento a lungo termine. In futuro, con l'integrazione di telecamere 8K, radar ad alta precisione e lidar, la domanda di larghezza di banda della trasmissione dei dati aumenterà in modo esponenziale e la tecnologia SerDES e i connettori corrispondenti (come Mini-FAKRA ad alta frequenza) continueranno ad evolversi per portare un torrente più ampio di dati percepiti.
Conclusione
Il sistema di telecamere SerDes per autoveicoli è l'arteria invisibile che collega la visione fisica con l'intelligenza digitale. È sconosciuto, ma vitale. Ogni componente di questa arteria, dai protocolli e cavi ai connettori, deve essere selezionato in base a una profonda comprensione dello scenario dell'applicazione, dei limiti delle prestazioni e della struttura dei costi. E con similiBONCHIPTale cooperazione con partner con conoscenza del prodotto, supporto tecnico e forza della catena di approvvigionamento aggiungerà senza dubbio una solida garanzia all'affidabilità e al flusso regolare di questa "ancora di salvezza".