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汽车摄像头和大屏普及趋势下,如何以创新总线连接**视频技术升级?

发布日期:2020-05-04

GRCC汽车电子电气架构创新发展论坛

2020-05-04 20:23:23

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传统车用总线实现车载网络中底层的车用设备或车用仪表互联的通信网络,以CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线为主的四种车用总线占据主流。然而,这些已经面市动辄十年以上的汽车总线面临当前的汽车视频应用新特点或多或少总有一些不足……

随着汽车电气化加速和自动驾驶功能级别的不断升级,汽车中的电子部件越来越多,这么多的电子单元进行高效信息交互面临越来越大的挑战,例如自动驾驶功能的增强需要更多汽车传感器,传统的点对点通信已经不能满足需求,因此必须要采用先进的总线技术。特别是随着摄像头在自动驾驶中的普及应用,以及高清大屏在汽车中成为标配,稳定可靠的高清视频连接需求激增。

传统车用总线实现车载网络中底层的车用设备或车用仪表互联的通信网络,以CAN总线、LIN总线、FlexRay总线和MOST总线为主的四种车用总线占据主流。然而,这些已经面市动辄十年以上的汽车总线面临当前的汽车视频应用新特点或多或少总有一些不足,其中摄像头的通信连接即是面临应用挑战之一。汽车摄像头是推动自动驾驶汽车发展的关键传感器之一,随着新应用不断涌现,车载摄像头的数量也在迅速增加。此外,随着摄像头的应用从保有量较低的高档汽车转向更大的主流汽车市场,摄像头的采用率持续上升。

高质量汽车视频需求剧增,C2B给出高效率连接新选择

随着摄像头数量增加,对更高分辨率的需求也随之出现。汽车制造商需要确保新款汽车推出时采用**的显示技术,使其显示系统尽可能长时间不过时。汽车厂商在不断提高车载显示器的尺寸和分辨率,为此要在这些尺寸更大、分辨率更高的显示屏上显示摄像头图像,就需要采用分辨率更高的摄像头,而使用现有的标清摄像头会导致非常糟糕的用户体验,为了提供更好的客户体验需要使用高清摄像头。加装这些摄像头需要付出额外的成本——不仅是增加传感器数量和图像处理的成本,还包括通过车辆线束将视频数据从摄像头传输至处理单元的成本。

车用摄像头链路需要更多线缆看似无关痛痒,但是考虑车辆线束成本是在汽车组件中仅次于发动机和地盘排第三位,而且其重量同样在汽车中国排第三位线缆和连接器的选择至关重要。随着在车辆中不断加入这些线束,汽车生产线呈现越来越多的问题,任何额外的生产步骤都会进一步增加成本,而且随着电动汽车普及因为线束额外增加重量会直接影响车辆的行驶里程。

为了解决这个问题,ADI公司开发出一种新型车用摄像头链路技术——车用摄像头及视频总线 (C2B™), 这是唯一一种针对车用 摄像头链路进行优化的技术,且能够解决上述这些问题。C2B 涵盖三个主要的解决方案定义标准:

  • 复用现有的SD标清非屏蔽双绞线和连接器链路,提供最简单的HD摄像头链路升级。

  • 使用这种链路来传输具有出色画质的高清视频。

  • 使用这种链路来满足汽车级EMI/EMC要求。

多维度性能检视,C2B总线满足最苛刻的汽车应用

C2B车用相机总线是一种专用汽车视频链接,通过现有的低成本标准NTSC电缆提供高清视频通路,支持通过现有的SD UTP线缆和连接器链路来传送HD分辨率的视频。利用 C2B 可以从SD摄像头轻松升级至HD摄像头,而且无需更改现有的线缆和连接器链路,对于OEM而言,这是一个经济高效且用途广泛的重要解决方案。

复用非屏蔽双绞线还有另一个优点,它可以使用主机和摄像头电子控制装置(ECU)上已有的排插连接器的未用引脚。这样可以避免使用SERDES技术所需的专用单独连接器,也不会占用主机和摄像头ECU模块中有限的宝贵pcb空间,且不增加系统解决方案的成本。

选择 C2B传输旨在为这种汽车应用提供**的鲁棒性。与其他解决方案相比,信令方案可以使电缆带宽需求降低10倍。现有的链路已在实际现场应用中得到验证,因此无需评估鉴定新的链路,大大简化HD摄像头的升级方式。此外,由于C2B技术采用经过优化的传输方案,支持更长的线缆长度(最长30米),使得OEM能够自由决定其链路设计,避免其他技术带来的一些限制。

C2B 技术可以通过低成本线缆和连接器支持高分辨率摄像头,但由于链路没有屏蔽功能,不提供抗扰保护,也无法直接衰减辐射,选择这种 C2B 总线视频传输如何满足EMI/EMC性能考量呢?ADI的解决思路是为了确保低辐射和高抗扰性能,以满足严格的汽车EMI/EMC要求,收发器的设计至关重要。从一开始,C2B的定义和设计就旨在满足汽车行业的这种要求,并且已证明性能强健,能够满足汽车EMI/EMC要求。

此外,C2B 支持许多其他功能,包括通过同一非屏蔽双绞线进行边带控制通信,从而支持摄像头模块的远程配置,能够进一步简化摄像头设计。C2B 也提供冻结帧检测,对于许多OEM而言,这是一项关键特性。

实现高性能汽车视频连接总线,这些收发器解决方案是关键

C2B 提供了一个优化的解决方案,支持利用现有的视频链路从NTSC轻松升级到HD摄像头,同时提供出色的视频质量和鲁棒的 EMI/EMC性能。这项令人欣喜的新技术具有许多优势,并提供**系统解决方案,可解决在车内连接多个摄像头面临的日益复杂的问题。C2B 已被证明是一种**成本效益的解决方案, 例如Denso 就与ADI 公司合作使用其C2B技术在车辆产品线中实现可扩展的摄像头和视频连接解决方案。

当前应用的C2B产品方案中,已经实现量产的发送器ADV7990/91和接收器ADV7380/81是其中的主力产品组合。该组收发器产品具有延迟可忽略不计并支持无压缩传输的特性优势,双向控制通道使用同一电缆,因此不会产生额外成本。这些器件支持75 MHz像素速率(75 MHz Y、75 MHz C)“冻结帧”检测,同时双向控制功能支持I2C、中断/状态和通用I/O (GPIO)。创新的电缆补偿设计性能出色,支持带多个在线连接的30米长电缆、分辨率高达200万像素(30 Hz时)或100万(60 Hz时)。




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