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私有還是公有？車載SerDes芯片協(xié)議簡析

text":"電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）在車載網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中 ， 過去最為常見的是CAN總線、LIN總線等 ， 多個分布式的ECU通過CAN、LIN等總線系統(tǒng)進行連接 ， 而不同域之間則通過CAN網(wǎng)關(guān)進行通信 。 因此隨著汽車電子架構(gòu)的轉(zhuǎn)變 ， 以及智能化的趨勢 ， 不同域之間的通信需要更大的帶寬 ， CAN-FD最大支持5Mbps至8Mbps ， 顯然無法滿足要求 ， 于是車載以太網(wǎng)成為智能汽車時代主干網(wǎng)絡(luò) ， 在域內(nèi)部還可以繼續(xù)使用CAN總線 。 此外在域內(nèi)部 ， 比如ADAS、智能座艙域中 ， 更高像素的攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等傳感器以及車內(nèi)更多的屏幕 ， 也帶來了更高的數(shù)據(jù)傳輸需求 。 因此 ， 高速傳輸用的SerDes芯片開始在車載領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 。 SerDes芯片協(xié)議多樣SerDes是Serializer/Deserializer 的縮寫 ， 即串行器和解串器 ， SerDes芯片就是在發(fā)送端將多路低速并行的信號轉(zhuǎn)換成一路的高速串行信號 ， 在接收端將高速串行信號轉(zhuǎn)換成多路低速并行信號 。 比如將8/10bit或16/20bit寬度的并行信號 ， 轉(zhuǎn)換成1bit寬度的串行信號 。 一般來說 ， 在高速傳輸?shù)倪^程中 ， 并行的數(shù)據(jù)線纜之間會存在串?dāng)_ ， 與此同時 ， 并行信號需要同時發(fā)送同時接收 ， 這需要多個信號進行時鐘同步 ， 任何一根線出現(xiàn)延遲都會對信號傳輸產(chǎn)生影響 。 而串行信號只需要一根同軸電纜 ， 不需要額外傳輸時鐘信號 ， 不存在串?dāng)_的同時 ， 還可以利用低壓差分信號傳輸技術(shù) ， 提高抗干擾性以及降低功耗 ， 實現(xiàn)更高的傳輸速率 。 SerDes的應(yīng)用場景非常廣泛 ， 除了汽車是其中一個重要應(yīng)用場景之外 ， 超高清視頻傳輸、數(shù)據(jù)中心等也廣泛應(yīng)用到SerDes芯片 。 而在SerDes芯片下 ， 雖然傳輸?shù)脑眍愃?， 但在實際市場產(chǎn)品上 ， 還有多種不同的傳輸協(xié)議 。 首先是各大芯片廠商的私有協(xié)議 。 TI、ADI是車載SerDes市場的龍頭 ， 兩家公司一度占據(jù)市場超過95%的份額 。 ADI的SerDes業(yè)務(wù)來源于對美信的收購 ， 目前其SerDes芯片產(chǎn)品采用的是名為GMSL（千兆多媒體串行鏈路）的私有協(xié)議 ， 目前已迭代至第三代的GMSL3X ， 正向傳輸速率覆蓋最高至12Gbps ， 反向速率最高187.5Mbps ， 采用同軸電纜傳輸距離可達14米 ， 采用雙絞線則為7米 。 TI的SerDes芯片產(chǎn)品采用名為FDP-Link的私有協(xié)議 ， FDP-Link全稱Flat panel display link ， 自1996年推出以來 ， 目前已經(jīng)迭代至第四代的FDP-Link IV ， 支持8MP+的車載攝像頭 ， 正向視頻傳輸速率最高10Gbps ， 反向速率最高168.75Mbps 。 在德國主機廠中應(yīng)用較多的Inova公司 ， 在其SerDes芯片上采用了APIX的私有協(xié)議 ， 目前更新至第三代 ， 單條雙絞線可以實現(xiàn)6Gbps傳輸速率 ， 通過四條雙絞線可以實現(xiàn)12Gbps速率 ， 同時APIX還支持不同的線纜媒介 ， 包括STP、QTP和同軸電纜等 ， 可以降低線纜成本 。 日本汽車芯片大廠羅姆的SerDes芯片使用了Clockless Link協(xié)議 ， 通過一對差分線路傳輸數(shù)據(jù) ， 不過傳輸速率較低 ， 最高只有2.7Gbps 。 圖像傳感器大廠索尼也有自家的SerDes產(chǎn)品 ， 在部分日系車型上有搭載 。 索尼采用了私有的 GVIF（Gigabit Video InterFace）傳輸協(xié)議 ， 目前最新的產(chǎn)品據(jù)稱能夠?qū)崿F(xiàn)800萬像素攝像頭以每秒45幀輸出畫面 ， 折算約為8.63Gbps 。 而國內(nèi)的SerDes廠商方面 ， 也有部分采用了私有協(xié)議 。 包括慷智的AHDL（Automotive High Definition Link） ， 目前AHDL已經(jīng)迭代至第三代 ， 今年5月慷智宣布采用第三代AHDL的 20Gbps 車規(guī)級 SerDes芯片成功點亮 ， 單通道可實現(xiàn)10Gbps（NRZ）和20Gbps（PAM4）的視頻傳輸速率 ， 最高可支持3200萬像素視頻傳輸@30fps及4K +顯示屏 ， 預(yù)計2024年底提供樣片 。 仁芯科技的R-LinC系列車載SerDes芯片也采用了私有協(xié)議 ， 向下兼容全速率16Gbps-1.6Gbps ， 支持15米遠的傳輸距離 ， 插損補償能力可達到30dB以上 ， 可以實現(xiàn)17MP超高分辨率的ADAS攝像頭 。 其16G高速SerDes芯片已經(jīng)在今年一季度量產(chǎn) 。 各家大廠的SerDes跑不同的私有協(xié)議 ， 這對于主機廠來說顯然不是好事 。 比如主機廠在選擇方案時 ， 由于協(xié)議的綁定 ， 串行和解串兩端 ， 也就是ADAS控制器和傳感器兩端都必須用同一品牌的SerDes芯片 ， 這讓車企的供應(yīng)鏈選擇范圍大大縮小 。 比如在ADAS控制器和傳感器兩個部分上 ， 無法選擇不同品牌的方案 ， 因為傳輸協(xié)議不通用 。 自然 ， 制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)就成為汽車行業(yè) ， 尤其是各大主機廠積極推動的方向 。 公有Serdes協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)目前共有的SerDes傳輸協(xié)議主要有三種 ， 分別是ASA（Automotive SerDes Alliance）聯(lián)盟的ASA-ML、MIPI 聯(lián)盟的A-PHY和中國汽標(biāo)委發(fā)布的HSMT 。 ASA是由寶馬集團聯(lián)合大陸、恩智浦、博通等Tier1、汽車芯片巨頭在2019年成立的聯(lián)盟 ， 目前已經(jīng)有超過70個成員企業(yè) 。 2020年12月 ， ASA發(fā)布了“ASA Motion Link（ASA-ML）”收發(fā)器規(guī)范v1.01 ， 該規(guī)范定義了一種SerDes通信技術(shù) ， 用于從2Gbps到16Gbps線路速率的車載連接 。 據(jù)稱目前正在制定的v1.1版本的下行速率將高達64Gbps 。 MIPI是移動行業(yè)處理器接口聯(lián)盟的縮寫 ， 此前為視頻數(shù)據(jù)傳輸制定的C-PHY、D-PHY等標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在智能手機、高端顯示器、攝像頭、相機模塊等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用 。 MIPI AWG汽車工作組在2018年成立 ， 包括寶馬、豐田、博世、英特爾、高通等多家廠商參與 ， 旨在建立一個汽車SerDes物理層接口規(guī)范 。 MIPI聯(lián)盟在2021年發(fā)布了MIPI A-PHY v1.0 ， 在去年5月更新至MIPI A-PHY v1.1.1 版本 。 A-PHY v1.0版本下行速率支持2Gbps至16Gbps ， 上行速率100Mbps ， 同軸電纜傳輸距離達到15米 。 值得一提的是 ， 去年MIPI聯(lián)盟與ASA簽訂了合作協(xié)議 ， 未來使用MIPI CSI-2接口可以與ASA-ML物理層進行互聯(lián) ， 這也為未來建立更加廣泛的生態(tài)創(chuàng)造了入口 。 另外 ， 中國汽標(biāo)委在去年發(fā)布了HSMT（High-speed Media Transmission高速媒體傳輸）標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿 ， 下行速率最高12.8Gbps、上行速率100Mbps ， 主要特點在于抗干擾性較強 。 目前國內(nèi)廠商瑞發(fā)科已經(jīng)推出了基于HSMT的車載SerDes芯片 ， 包括串行器NS6012和4合一解串器NS6603 。 芯熾科技、首傳微電子、 Valens等海內(nèi)外廠商則在A-PHY協(xié)議上推出了SerDes芯片；ASA-ML目前有Microchip、景略半導(dǎo)體等開發(fā)了相關(guān)的SerDes產(chǎn)品 。 寫在最后車載SerDes芯片盡管目前市場規(guī)模并不大 ， 但隨著車載ADAS攝像頭、傳感器以及座艙內(nèi)娛顯示設(shè)備的升級 ， SerDes芯片的需求量將快速上升 。 隨著一大批國內(nèi)新玩家主攻12G以上的高速SerDes ， TI、ADI等巨頭在國內(nèi)車載SerDes市場可能會受到一定程度沖擊 。 "

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