自動駕駛、無線傳輸，汽車電子發(fā)展的終極是什么?

自動駕駛汽車、內(nèi)嵌安全功能、平板顯示器(FPD)鏈路、發(fā)動機啟停系統(tǒng)以及更多設(shè)計想法在不遠的將來都將被汽車所采用，這些功能將進一步增強人們的駕駛和娛樂體驗，并超越亨利福特當(dāng)初最狂熱的夢想。

不久前，我遇到兩位睿智和富有遠見的TI公司汽車部門員工，與他們就快速增長的汽車電子領(lǐng)域的未來進行了討論。全球汽車通信部門的Sonya Terry把我介紹給了汽車解決方案營銷經(jīng)理Fern Yoon，我們之間進行了極富信息量和創(chuàng)造性的會談。FPD鏈路是我們就近期發(fā)展討論的中心話題。

為什么是FPD鏈路?

這種鏈路可以實現(xiàn)整個車輛內(nèi)的高速視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸，如圖1所示。

圖1：FPD鏈路在新的汽車電子架構(gòu)中有著極好的前景。

顯示接口和攝像機接口的電源和數(shù)據(jù)都能從采用FPD鏈路技術(shù)的一對雙絞線上受益匪淺，見圖2。

圖2：利用FPD鏈路技術(shù)很容易實現(xiàn)顯示接口和攝像機接口。

FPD鏈路的演進

FPD技術(shù)已經(jīng)從FPD-Link I經(jīng)過FPD-Link II發(fā)展到現(xiàn)在的FPD-Link III，見圖3。

圖3：FPD-Link技術(shù)的演進。

FPD-Link I最早帶來的是“由多變少”;也就是說使用8根線實現(xiàn)3根或4根數(shù)據(jù)線+1個時鐘。電纜長度大約為3米，并能通過較早/傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)改善EMI性能。

FPD-Link II帶來了“多合一”;現(xiàn)在它支持2根信號線加上控制線，速度可達1.8Gbps。電纜長度延長到10米，而重量更輕。這種電纜沒有地電流，符合AEC-Q100和ISO 10605等標(biāo)準(zhǔn)。

我們目前用的是最新的FPD-Link III，可以“在一根線上實現(xiàn)更多功能”;只需兩根線就能支持高達3Gbps的速度，而且內(nèi)嵌控制信道。高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(HDCP)是一個可選功能，自適應(yīng)量化則進一步增強了高速數(shù)據(jù)能力，它通過改善“眼圖”補償電纜類型、長度、老化和環(huán)境條件，并增加了電力傳送的附加好處。同樣，這種技術(shù)滿足AEC-Q100和ISO 10605等標(biāo)準(zhǔn)。

因此FPD-Link III可以在一對雙絞線或一根同軸電纜上實現(xiàn)視頻雙向控制(采用I2C控制器接口)和電力傳送功能。FPD-Link III支持多種接口選項，如RGB、YUV、OpenLDI(FPD-Link)、MIPI CSI-2和HDMI。

圖4：存在多種系統(tǒng)接口選項時，F(xiàn)PD-Link III解決方案可以全部搞定。

顯示接口

FPD-Link III有一個采用TI DS90UH/B927/928的720p顯示解決方案，如圖5所示。

圖5：FPD-Link II可以提供很低的EMI和類似平板電腦的體驗。

圖6：FPD-Link III可以在控制儀表盤上提供接近于平板電腦的汽車顯示效果。

百萬像素的攝像機

還有一種針對百萬像素輔助駕駛攝像機應(yīng)用開發(fā)的FPD-Link III SERDES芯片組，見圖7和圖8所示。

圖7：通過使用SERDES芯片組，無需笨重的電纜就能將駕駛輔助攝像機布放到很多區(qū)域，從而大大減少所需的銅線數(shù)量。

采用什么樣的傳輸協(xié)議?信息將通過各種標(biāo)準(zhǔn)傳送給CPU，見圖8。

圖8：在圖中所示的高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中，雙向控制電纜使用SERDES設(shè)計DS90UB914A-Q1確實可以簡化電纜傳輸。

Fern Yoon告訴我們，我們應(yīng)該留意IEEE在下一代以太網(wǎng)方面的工作，下一步可能就是簡化汽車電纜協(xié)議。

自動駕駛汽車是發(fā)展的終極產(chǎn)品。

帶攝像機輸入和其它輸入的傳感器融合盒2。

隨后的討論使我們堅信，未來汽車中將只有一個傳感器融合盒中心用于檢測和控制。

圖9：自動駕駛汽車的檢測和控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的功能性介紹。(圖片來自參考文獻2)

電機和扭矩傳感器1

Fern Yoon還和我們討論了向汽車機械部分(如電動機和扭矩傳感器)最終發(fā)送命令的重要性。

圖10：在未來的自動駕駛汽車中，傳感器處理將在整個汽車外設(shè)中發(fā)生，以便將信號和命令發(fā)送給汽車的機械部件(圖片來自參考文獻2)。

無線是數(shù)據(jù)傳輸中的終極步驟

我們討論了無線將成為汽車電子演進中的終極步驟這個事實——沒有線總比有些線要好。無線應(yīng)用最終將消除電纜，降低汽車的重量和成本。低能耗藍牙(BLE)已經(jīng)在這個方向上邁出了重要的一步。

電動汽車上的48V電路板

我們最后的討論集中于電動汽車的電力能源、LiFeP04電池(一般串聯(lián)16節(jié)電池，總的標(biāo)稱電壓為51.2V，平衡電壓為3.6V)，以及在未來的電池管理電路板上更好地平衡大容量電池中的大電流。TI公司的電池管理小組(其中許多設(shè)計師來自于新罕布什爾州曼徹斯特市的1999 Unitrode and Benchmarq收購團隊)當(dāng)然在電池保護和平衡創(chuàng)新方面擁有豐富的經(jīng)驗和業(yè)績記錄。我認為這個團隊在不遠的將來將提供更多新的和令人興奮的解決方案。