为无人驾驶而生崭新的全球连接标准将征服汽车行业

  实现L4和L5级无人驾驶慢慢的变成了汽车行业的主要目标。要实现这一目标必须全面重构汽车电子/电气（E/E）架构、软件架构和通信架构。但这却给线束设计带来了前所未有的挑战。为实现新一代无人驾驶，整车厂（OEM）已经将慢慢的变多的传感器集成到其车辆中，除了数量，提升的还有传感器的分辨率。传感器制造商正在制造1500万像素摄像头、广角分辨率雷达和高帧频激光雷达。所有这些都需要笨重且价格昂贵的布线方案，以便将数据远距离传输到分布在车内不同位置的电子控制单元（ECU）。有关的资料显示，线束已经是汽车中第三重的部件，重量约为60公斤，仅次于底盘与发动机，电缆长度达5km，而且线束是唯一一个需要人工安装生产的汽车部件。简单来说，无论是线束的空间、重量还是复杂程度，都已经到达了极限。

  2020-2030年全世界汽车线亿美元）亚太地区将占据全世界汽车线%），其次是欧洲；中国作为世界上最大的汽车制造国，其市场规模更是快速地增长。在车辆中引入先进的技术系统将推动整体市场增长。其中，线束升级必然极大地促进高级驾驶员辅助系统（ADAS）和无人驾驶的发展，全球电动汽车需求的持续增长也将推动汽车线束市场的发展。然而，出于燃油消耗、能源消耗、成本和环境保护的原因，汽车行业必须控制车内电缆数量的无限增长，同时不影响车内连接的性能和带宽。显然，这是一个迫切地需要解决的行业挑战。

  构成线束大部分的车内连接主要有两种类型：对称连接和非对称连接。目前已经有了一个用于对称连接的标准化协议，例如ECU到ECU的连接，这需要在两个方向上传输相同的带宽信号。这一标准是汽车以太网广泛部署在世界各地的车辆上的主干基础设施。另一种主要的车载连接类型是非对称连接，例如传感器到ECU的连接，这需要在一个方向上传输大量数据，而反向只需要传输少量数据。这种连接类型之前一直用私有的转接桥芯片实现，如德州仪器（TI）的FPD-LINK和Maxim（2021年被ADI收购）的GMSL。然而，这些技术在支持下一代传感器和ECU实现无人驾驶方面遇到不小的困难。业内的人表示，汽车行业很期待有一个标准化的传输方案用于这种非对称传输应用，以此来简化线束。为此，MIPI联盟给出了一套解决方案。MIPI联盟也是汽车摄像头的CSI-2和DSI-2接口的发明者，对于汽车的理解十分深刻。该组织于2020年9月发布了MIPI A-PHY协议，针对摄像头、雷达、激光雷达（LiDAR）及其相关ECU之间传输高速数据工作。该协议是第一个标准化、非对称、长距离串行器/解串器（SerDes）物理层接口规范，尤其针对性解决ADAS和无人驾驶系统（ADS）数据传输问题。可以说，MIPI A-PHY协议为汽车OEM提供了前所未有的突破。近日，Valens Semiconductor发布了VA7000系列芯片组，它是市场上第一款符合MIPI A-PHY的芯片组，可以在一定程度上完成远距离、超高速的车载视频连接。Valens的30多家客户和合作伙伴正在对芯片组做评估，这中间还包括领先的汽车OEM和Tier 1。以下于Valens，时长02:39VA7000芯片组优异的性能表现将帮助汽车OEM增强汽车ADAS能力，将改写软件定义汽车现状。VA7000芯片组具有以下特点：·高带宽：单个APHY链路支持8Gbps（解串器输出可支持32Gbps），下一代芯片单链路能支持到16Gbps·链接距离：长达15米（约50英尺），可实现前所未有的架构灵活性·行业最低误码率：对电磁干扰有着非常强的免疫力，包错误率为10E-19·降低了系统总成本：能够支持低成本非屏蔽电缆和连接器VA7000芯片组有史以来第一次使业界能够摆脱前面提到的昂贵且私有的桥接CSI-2扩展解决方案，支持基于数字信号处理（DSP）的标准化协议，以简化汽车中的连接基础设施。此外，该同时支持附加协议（I2C、GPIO和时钟和帧同步），支持把高带宽、对延时敏感的数据实时地传输到中央计算机。

  VA7000芯片组亮相2022美国底特律国际汽车传感器展览会汽车行业对处理电磁干扰有严格的要求。Valens的芯片利用三种主要机制来抵御恶劣的汽车电磁环境：PAM（脉冲调幅）、即时噪声消除和动态调制。这些机制对于确保芯片组的强电磁兼容性很重要。Valens的A-PHY兼容芯片组误码率非常低，换算成时间，误码率仅相当于链路传输10000年才出现一个错误。如此误码率比同行的解决方案低几个数量级。