【聚焦MIPI】系列之一：解讀新一代汽車高速連接標準A-PHY

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，車載通信技術(shù)也在不斷進步。MIPI A-PHY作為一項新興的連接標準，專為汽車應用設計的高速串行器-解串器（SerDes）物理層接口，正逐漸成為車載通信領(lǐng)域的明星技術(shù)。

MIPI A-PHY由MIPI聯(lián)盟（Mobile Industry Processor Interface）開發(fā)，A-PHY標準的設計目的是為汽車中的攝像頭、雷達、激光雷達和顯示器等高帶寬數(shù)據(jù)傳輸提供可靠且高效的連接，以滿足汽車行業(yè)對于高帶寬、低延遲和可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰栏褚蟆?/p>

CASE、MASS意為何物？

汽車的許多應用都受到全新產(chǎn)業(yè)趨勢所驅(qū)動，CASE 四個字母代表的是聯(lián)網(wǎng) (Connected)、自動化(Automated)、共享(Shared)和電氣化(Electrified)。網(wǎng)聯(lián)汽車使用先進的LTE和5G網(wǎng)絡來增加網(wǎng)絡帶寬并驅(qū)動更高分辨率的顯示器；先進的自動化讓新的應用程序有更充分的時間運用更高解析、更豐富的聯(lián)網(wǎng)顯示器以及聯(lián)網(wǎng)傳感器；共享是自動化的自然結(jié)果，讓應用程序藉由互連的GPU和ECU有更多機會采用端到端相機和顯示器；電氣化需要低功率的照明和高效率的顯示器。傳統(tǒng)的汽車應用程序，持續(xù)要求提高相機和幀率的分辨率，同時降低功耗和電氣干擾容限。

MASS 系列規(guī)范專為端到端功能安全和未來的安全而設計。圖中左側(cè)的鏡頭雷達使用 MASS 規(guī)范來擷取數(shù)據(jù)，并通過功能安全和安全協(xié)議予以保護，標記來自傳感器和 ECU 的完整圖標，再到顯示器。不同區(qū)塊分別通過A-PHY SerDes 接口完成這一切。ECU 圖像訊號和圖形顯示處理器會協(xié)助顯示器產(chǎn)生新的像素輸出數(shù)據(jù)。通過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，最終來到玻璃顯示器的部分。端到端MASS的作法有時稱為玻璃到玻璃，因為它從傳感器捕捉到光的瞬間啟動，一直到光線離開顯示器為止。

標準的不斷演進

MIPI A-PHY規(guī)范在點對點或菊花鏈拓撲結(jié)構(gòu)中提供非對稱數(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，全部通過單根電纜實現(xiàn)。這減少了布線、成本和重量，并允許設計人員根據(jù)其用例所需的性能、成本和復雜性優(yōu)化系統(tǒng)，提供可擴展性和靈活性，以滿足廣泛的速度和設計需求。為了與現(xiàn)有網(wǎng)絡主干網(wǎng)集成，A-PHY補充了以太網(wǎng)、CAN、FlexRay和其他接口。

MIPI A-PHY 標準不斷演進，以滿足日益增長的性能和功能需求。最新的進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?/p>

在汽車領(lǐng)域的應用廣泛

A-PHY可以用于連接車載攝像頭、雷達、傳感器等設備與中央處理單元，實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，為自動駕駛和高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）提供關(guān)鍵的支持。例如，在自動駕駛中，A-PHY 能夠快速傳輸來自多個攝像頭的圖像數(shù)據(jù)，以極低的延遲傳輸?shù)教幚韱卧?，使車輛能夠及時準確地感知周圍環(huán)境。

• 自動駕駛系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)傳輸，如攝像頭、雷達等。
• 車載信息娛樂系統(tǒng)的高清視頻和音頻傳輸。
• 車輛內(nèi)部的高速網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)不同模塊之間的高效通信。

預計首批使用A-PHY組件的車輛將于2024年投入生產(chǎn)。除汽車用途外，該規(guī)范還將非常適合物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)等應用。

產(chǎn)業(yè)鏈上下游進展

芯片廠商普遍計劃采用 MIPI A-PHY，這種遠程物理層接口非常適合用于汽車和其他環(huán)繞傳感器應用，例如攝像頭和車載信息娛樂（IVI）顯示器。汽車制造商則在不斷改進自動駕駛功能，他們也意識到，這些功能應當有助于提升汽車的安全性。

作為MIPI A-PHY標準的重要貢獻者，Valens率先推出了符合A-PHY標準的芯片組VA7000，并與索尼、黑芝麻智能科技等公司合作，將A-PHY技術(shù)應用于汽車攝像頭模組、自動駕駛計算平臺等領(lǐng)域。英特爾與Valens代工合作，使用其先進的制程技術(shù)為Valens代工生產(chǎn)新一代MIPI A-PHY芯片，以滿足市場需求。

是德科技的SerDes接收機（Rx）合規(guī)性測試解決方案，根據(jù)合規(guī)性測試規(guī)范（CTS）的要求驗證移動行業(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 兩家公司共同開發(fā)，并且得到了 Valens的支持。是德科技提供先進的設計和驗證解決方案，旨在加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個安全互聯(lián)的世界。

面臨的挑戰(zhàn)和機遇

一項新興技術(shù)發(fā)展過程中總會面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，其技術(shù)尚處于不斷完善的階段，新的標準和技術(shù)在實際應用中可能會暴露出一些未被充分驗證的問題，例如在復雜的電磁環(huán)境中能否保持穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸性能。再者，市場對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，這可能使其在價格競爭激烈的市場中面臨一定的壓力。此外，A-PHY 要在諸如汽車等對安全性和可靠性要求極為嚴苛的領(lǐng)域廣泛應用，必須要滿足一系列高標準的認證和測試，這無疑增加了其推廣和普及的難度。

然而，MIPI A-PHY 也生在充滿機遇的時代。隨著汽車行業(yè)向智能化和電動化的快速邁進，對高速、穩(wěn)定且低延遲的數(shù)據(jù)傳輸需求日益增長，這為 A-PHY 在汽車領(lǐng)域的應用提供了廣闊的空間。例如，自動駕駛技術(shù)的發(fā)展需要大量傳感器數(shù)據(jù)的實時傳輸，A-PHY 正好能滿足這一需求。同時，工業(yè) 4.0 時代的到來促使工業(yè)生產(chǎn)中的設備互聯(lián)更加緊密和高效，A-PHY 有望在工業(yè)自動化領(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)造了更多的應用可能性，二者的融合將為智能交通、遠程醫(yī)療等新興領(lǐng)域帶來創(chuàng)新性的解決方案。

結(jié)語

MIPI A-PHY 作為一項具有創(chuàng)新性和前瞻性的連接標準，雖然在發(fā)展過程中面臨諸多挑戰(zhàn)，但憑借其卓越的性能和廣泛的應用前景，無疑將在汽車、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。隨著技術(shù)的不斷進步和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，相信 MIPI A-PHY 有望迎來更加輝煌的未來，為我們的生活和工作帶來更多的便利和創(chuàng)新。

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