聚焦MIPI:解讀新一代汽車(chē)高速連接標(biāo)準(zhǔn)A-PHY

隨著汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，車(chē)載通信技術(shù)也在不斷進(jìn)步。MIPI A-PHY作為一項(xiàng)新興的連接標(biāo)準(zhǔn)，專為汽車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)的高速串行器-解串器（SerDes）物理層接口，正逐漸成為車(chē)載通信領(lǐng)域的明星技術(shù)。
MIPI A-PHY由MIPI聯(lián)盟（Mobile Industry Processor Interface）開(kāi)發(fā)，A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)目的是為汽車(chē)中的攝影鏡頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)和顯示器等高帶寬數(shù)據(jù)傳輸提供可靠且高效的連接，以滿足汽車(chē)行業(yè)對(duì)于高帶寬、低延遲和可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰?yán)格要求。

CASE、MASS意為何物？


 
圖一 : 產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)推進(jìn)汽車(chē)功能安全

汽車(chē)的許多應(yīng)用都受到全新產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)所驅(qū)動(dòng)，「CASE」四個(gè)字母代表的是聯(lián)網(wǎng) （Connected）、自動(dòng)化（Automated）、共享（Shared）和電氣化（Electrified）。網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)使用先進(jìn)的LTE和5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)增加網(wǎng)絡(luò)帶寬并驅(qū)動(dòng)更高分辨率的顯示器；先進(jìn)的自動(dòng)化讓新的應(yīng)用程序有更充分的時(shí)間運(yùn)用更高解析、更豐富的聯(lián)網(wǎng)顯示器以及聯(lián)網(wǎng)傳感器；共享是自動(dòng)化的自然結(jié)果，讓?xiě)?yīng)用程序藉由互連的GPU和ECU有更多機(jī)會(huì)采用端到端相機(jī)和顯示器；電氣化需要低功率的照明和高效率的顯示器。傳統(tǒng)的汽車(chē)應(yīng)用程序，持續(xù)要求提高相機(jī)和幀率的分辨率，同時(shí)降低功耗和電氣干擾容限。


 
圖二 : MIPI 自動(dòng)化SerDes 方案（MASS）

MASS 系列規(guī)范專為端到端功能安全和未來(lái)的安全而設(shè)計(jì)。圖中左側(cè)的鏡頭雷達(dá)使用 MASS 規(guī)范來(lái)擷取數(shù)據(jù)，并通過(guò)功能安全和安全協(xié)議予以保護(hù)，標(biāo)記來(lái)自傳感器和 ECU 的完整圖示，再到顯示器。不同區(qū)塊分別通過(guò)A-PHY SerDes 接口完成這一切。ECU 圖像訊號(hào)和圖形顯示處理器會(huì)協(xié)助顯示器產(chǎn)生新的像素輸出數(shù)據(jù)。通過(guò)A-PHY SerDes MASS 規(guī)范可以替顯示處理器輸出的像素提供安全保障，最終來(lái)到玻璃顯示器的部分。端到端MASS的作法有時(shí)稱為「玻璃到玻璃」，因?yàn)樗鼜膫鞲衅鞑蹲降焦獾乃查g啟動(dòng)，一直到光線離開(kāi)顯示器為止。

標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)
MIPI A-PHY規(guī)范在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中提供非對(duì)稱數(shù)據(jù)鏈路，具有高速單向數(shù)據(jù)、嵌入式雙向控制數(shù)據(jù)和可選的供電功能，全部通過(guò)單根電纜實(shí)現(xiàn)。這減少了布線、成本和重量，并允許設(shè)計(jì)人員根據(jù)其用例所需的性能、成本和復(fù)雜性優(yōu)化系統(tǒng)，提供可擴(kuò)展性和靈活性，以滿足廣泛的速度和設(shè)計(jì)需求。為了與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)骨干整合，A-PHY補(bǔ)充了以太網(wǎng)、CAN、FlexRay和其他接口。
MIPI A-PHY 標(biāo)準(zhǔn)不斷演進(jìn)，以滿足日益增長(zhǎng)的性能和功能需求。最新的進(jìn)展包括更高的傳輸速率、更低的功耗以及更好的兼容性。比如，最新版本可能支持每秒數(shù)十 Gbps 的傳輸速度，大大提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br/>

在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛
A-PHY可以用于連接車(chē)載攝影鏡頭、雷達(dá)、傳感器等設(shè)備與中央處理單元，實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，為自動(dòng)駕駛和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）提供關(guān)鍵的支持。例如，在自動(dòng)駕駛中，A-PHY能夠快速傳輸來(lái)自多個(gè)攝影鏡頭的圖像數(shù)據(jù)，以極低的延遲傳輸?shù)教幚韱卧?，使?chē)輛能夠及時(shí)準(zhǔn)確地感知周?chē)h(huán)境。
* 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)傳輸，如攝影鏡頭、雷達(dá)等。
* 車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)的高畫(huà)質(zhì)視頻和音頻傳輸。
* 車(chē)輛內(nèi)部的高速網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)不同模塊之間的高效通信。

預(yù)計(jì)首批使用A-PHY組件的車(chē)輛將于2024年投入生產(chǎn)。除汽車(chē)用途外，該規(guī)范還將非常適合物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)等應(yīng)用。


產(chǎn)業(yè)鏈上下游進(jìn)展
芯片廠商普遍計(jì)劃采用 MIPI A-PHY，這種遠(yuǎn)程物理層接口非常適合用于汽車(chē)和其他環(huán)繞傳感器應(yīng)用，例如攝影鏡頭和車(chē)載信息娛樂(lè)（IVI）顯示器。汽車(chē)制造商則在不斷改進(jìn)自動(dòng)駕駛功能，他們也意識(shí)到，這些功能應(yīng)當(dāng)有助于提升汽車(chē)的安全性。
作為MIPI A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的重要貢獻(xiàn)者，Valens率先推出符合A-PHY標(biāo)準(zhǔn)的芯片組VA7000，并與索尼（SONY）、黑芝麻智慧科技等公司合作，將A-PHY技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)攝影鏡頭模塊、自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)等領(lǐng)域。英特爾與Valens代工合作，使用其先進(jìn)的制程技術(shù)為Valens代工生產(chǎn)新一代MIPI A-PHY芯片，以滿足市場(chǎng)需求。
是德科技的SerDes接收機(jī)（Rx）合規(guī)性測(cè)試解決方案，根據(jù)合規(guī)性測(cè)試規(guī)范（CTS）的要求驗(yàn)證移動(dòng)行業(yè)處理器接口MIPI A-PHY 器件。該解決方案由是德科技聯(lián)合 BitifEye Digital Test Solutions GMBH 和 Wilder Technologies 兩家公司共同開(kāi)發(fā)，并且得到了 Valens的支持。是德科技提供先進(jìn)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證解決方案，旨在加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個(gè)安全互聯(lián)的世界。


面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇
一項(xiàng)新興技術(shù)發(fā)展過(guò)程中總會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，其技術(shù)尚處于不斷完善的階段，新的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)暴露出一些未被充分驗(yàn)證的問(wèn)題，例如在復(fù)雜的電磁環(huán)境中能否保持穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸性能。再者，市場(chǎng)對(duì)于成本的敏感度較高，A-PHY 相關(guān)產(chǎn)品在初期的研發(fā)和生產(chǎn)成本較高，這可能使其在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中面臨一定的壓力。
此外，A-PHY 要在諸如汽車(chē)等對(duì)安全性和可靠性要求極為嚴(yán)苛的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，必須要滿足一系列高標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證和測(cè)試，這無(wú)疑增加了其推廣和普及的難度。
然而，MIPI A-PHY也生在充滿機(jī)遇的時(shí)代。隨著汽車(chē)行業(yè)向智能化和電動(dòng)化的快速邁進(jìn)，對(duì)高速、穩(wěn)定且低延遲的數(shù)據(jù)傳輸需求日益增長(zhǎng)，這為A-PHY在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的空間。例如，自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展需要大量傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，A-PHY正好能滿足這一需求。
同時(shí)，工業(yè) 4.0 時(shí)代的到來(lái)促使工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備互聯(lián)更加緊密和高效，A-PHY有望在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，助力提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制水平。另外，5G技術(shù)的普及也為 A-PHY 創(chuàng)造了更多的應(yīng)用可能性，二者的融合將為智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療等新興領(lǐng)域帶來(lái)創(chuàng)新性的解決方案。


結(jié)語(yǔ)
MIPI A-PHY作為一項(xiàng)具有創(chuàng)新性和前瞻性的連接標(biāo)準(zhǔn)，雖然在發(fā)展過(guò)程中面臨諸多挑戰(zhàn)，但憑借其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用前景，無(wú)疑將在汽車(chē)、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，相信 MIPI A-PHY 有望迎來(lái)更加輝煌的未來(lái)，為我們的生活和工作帶來(lái)更多的便利和創(chuàng)新。
不斷演進(jìn)變化的標(biāo)準(zhǔn)給企業(yè)帶來(lái)壓力，而為了與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新步伐同步，企業(yè)必須進(jìn)行持續(xù)投資。益萊儲(chǔ)每年都會(huì)對(duì)產(chǎn)品庫(kù)進(jìn)行大量投資，以便在推出最新技術(shù)時(shí)可用。益萊儲(chǔ)龐大的產(chǎn)品庫(kù)存提供無(wú)縫銜接的租賃解決方案。通過(guò)來(lái)自200多家制造商的價(jià)值10億美元的電子測(cè)試設(shè)備資產(chǎn)的海量庫(kù)存，益萊儲(chǔ)測(cè)試解決方案能夠幫助企業(yè)在當(dāng)今快速發(fā)展的商業(yè)環(huán)境中解決測(cè)試測(cè)量問(wèn)題。