ADAS 主流系统架构介绍与设计挑战-2

然后第二部分的话

我会简短的给大家讲一讲

我们 TI 的 FPD-LINK 产品的

产品特点以及我们的技术的优势

那这里呢我们先看看几个基本概念

就我们图像的基本跟着我们重温一下

那第一个是像素 什么是像素

其实就是比如说我们一张图片

图像里面最小的单位

那比如这个图 那我们把它放大

它其实是一个个这样的马赛克的格子

那这里面呢最小一个小方块

它就是叫像素

那像素时钟

第二个是那什么意思呢

一般来说我们这个数字视频信号

那会有时钟来同步我们那个像素的数据

那一般来说呢

一个像素时钟周期就会对应一个像素

那所以说那我们的这个像素时钟

就可以通过这样一个公式来计算

可以通过我们的这个

屏幕的分辨率的那个宽度乘以高度

再乘我们那个刷新率

然后再乘以我们的消隐时间

这样来去做计算

那打个比方

那如果我们的屏幕

或者说我们摄像头分辨率是800×480

然后呢帧率是60赫兹

然后有 5% 的这个消隐的时间

那我们这个像素时钟

那就可以用800×480

再乘以 60 再乘以1.05

这样来计算那结果是24.192兆

这个就是我们要传输这个数字视频

所需要的像素时钟的频率

然后第三个概念是那个色深

那我们刚刚讲到每像素

那我们每个像素

其实我们都会用数字的值来表示它的颜色

那我们一般会把这个值

分为那个红绿蓝三组叫 RGB 三个组

如果说我们 RGB 每组各为六个比特

那我们就叫 18 位色深

或者叫 RGB666

那如果说RGB有八个比特

那可能就24位深叫 RGB888

也有也有叫那个 YUV 565 的

那可能就是 RGB 是有五个六个

跟五个那个比特

那就叫 565 这种格式

那色身的大小会有什么区别呢

那我们这边会有图会有展示

那这个是八位的那个那个颜色

然后这 16 位 24 位

那我们可以看到

随着那个色深的越来越高

那我们的颜色的数量会越来越多

那我们能够显示的这个颜色

也会越来越细腻

所以说其实色深我们是越高

效果是越好的

这个是基本概念

那第二个呢我们

大概快速讲讲我们 FPD-Link 的发展历程

那我们在最早最早的时候

其实我们的那个 FPD-Link

只是说把我们的并行的 RGB 信号

然后转成那种 10 线 的 OLDI

就我们常见的 OLDI 来传输

那这个的话它的输出其实是有那个五个线

就包括四个数据跟一个时钟

然后的话那个传输的那个距离就比较短了

只能到三米左右

那再长可能就会有那个噪点跟干扰

然后我们因为车上

其实那个电子的东西越来越多

那我们需要的传输距离也越来越长

所以为了我们把这个问题给解决

那我们就推出 FPD-Link 的第二代

那它的改进之后

我们可以把这个并行的数据视频加时钟

你要全部揉到一根线上

就一根双绞线或者一根同轴上去传输

那我们就可以是达到那个十米的距离

那由于我们是只用一根线

所以说那个线材的那个重量

跟那个成本都大大的减小

但是呢他还有缺点

就是说我这根同轴线

我只能够传那个视频

但如果说我要反向去传控制

比如说从 IO 口或者说通过那个 I2C

去传一些反向的控制

那也没办法

我还是要额外拉

那我们为了更简化这个设计

那我们就推出了 FPD-Link 第三代

那他可以把那个并行的数据

时钟还有我们的控制

那全部都揉到了一根双绞线

或者说一根同轴线上传输

那同样的我们能够传出超过十米的距离

并且我们支持多种接口

比如说 RGB LVDS MIPI CSI DSI 等等

各种接口

那这个 FPD-Link 的第三代

那它的相关特性

我后面会去给大家讲解

那这个就是我们大致的介绍

那我们现在今天讲 ADAS

我们就看下面这部分

那我们的 ADAS 摄像头这边

他 sensor 拍了数据以后

那他会把这个视频 音频

还有时钟控制

那都通过这个串行器

把它变到双绞线上去

或者同轴上传输

然后到了我们收端呢

我们会把这个串行的数据

在解回并行的数据

然后给 ECU 做处理

那对于 ECU 来说呢

其实它这两个芯片

其实对他说是透明的

就 ECU 会感觉到

我只是直接跟这个 sensor 通讯

然后这个时候呢除了传输视频以后

我还可以去通过IO口

或通过 I2C 同时把这些控制信号

通过反向来给到我们那个 sensor

控制它做各种那个处理跟操作

这个是个大概的系统的结构

那同样那如果对于我们那个

导航主机其实也是类似的功能

我们可以看上面

那这个是导航的主机

那主机的处理器可能要发送视频出去

然后给到串行器

然后串行器会通过

会把这个视频变成串行信号

就给到我们的接收

接收这边会再会把这个视频

变为并行给到我们远端的屏幕

因为现在很多车都喜欢

做那个悬浮屏或分离屏

那这种方案就会特别有这个优势

那同时呢我们屏幕上的一些触摸信号

那也可以通过这个控制 I2C

给回传到给这个主机

然后去做对应的操作

那这个就 FPD-Link 的

大概的结构 应用结构

那我们可以用这个同轴电缆

或者用这种屏蔽双绞线

那我们都可以去实现这样的传输

那这个是我们 FPD-Link 两种应用场合

那第一是摄像头的连接

他视频方向主要是用摄像头传到主机

那第二类是我们的屏幕连接

那主要是从我们主机

给到那个远端的屏幕这两种应用

那这个就是我们这个

FPD-Link 的一些特点

一个 High light

那是我们除了传视频

那还刚前面讲的你除了传视频

还能够传那个双向的控制

比如 I2C SPI 跟 GPIO

甚至电源都可以传

然后的话我们有那个自适应均衡

可以适应不同的那个线缆长度

跟那个老化程度

然后第三个就是说我们有各种接口

包括 RGB YUV OLDI MIPI 等等

这样的接口

那可以适应不同的那个 sensor

适应不同的那个处理器的接口

那对于那个屏幕显示方面

那目前我们产品

最高是能到 2k 这个级别

那对于 ADAS 产品的话

我们目前的话最高能到

200 万像素这个 sensor

然后那个传输延迟非常低

并且可以有很多创新的

那个时钟同步方式

去保证我们的那个时钟源的清洁

那我们后面会讲到

OK 那往下呢这个就是

关于我们重要的功能

叫那个自适应均衡这样的功能

那我们可以看到

这个呢是我们发送端的波形的眼图

那其实这个眼图还是挺好的

我们可以正确判断他那个零和一

但这个发送端的信号

经过十米线传输以后

由于线缆上会有衰减

所以这个时候他的眼图就变得很差了

眼睛基本上闭合了

那所以这个时候呢

如果我们想去判断它的零和一

其实它就没法判断了

那对于我们实际的情况

可能你就会看到那个图像会有噪点

或者会花屏

甚至什么都没有显示

那我们为了在那个长距离传输以后

能够再准确判断是零和一

那我们需要加入均衡

我们叫 eq 这样电路

这个在IC内部集成的

那经过这均衡以后

我们就可以把

经过十米线缆传输以后的那个数据

然后重新恢复成这样比较漂亮的波形

那这样的话我就可以去正确识别

它是零呢还是一

就不会有那个燥点

但是这样有个问题

我们的均衡 它并不是固定的值

它是需要根据我们的线缆长度

还有我们的线缆的材质

包括阻抗来去动态设定的

那我们的优势在于

我们有叫自适应均衡

就是说无论你们使用多长的线

还有就无论你们使用的线缆的材质

还有无论你那个线缆用了多少年

可能因为随着线缆的那个老化

它也会有变化

就无论的长度 那个材质

以及那个那个使用年限的变化

那我这个均衡呢都可以去自适应去调节

来保证我这个接收端信号

能够实现最好的情况

然后呢从而保证我们最好的系统稳定性

对我们的这个视频的质量

这个是自适应均衡

那这样的话我们也可以

我们就可以使用更加低成本的线缆

也可以有更好的可靠性

然后下一个是说

我们可以实现这个实时的双向传输

那我们一方面呢

可以实现高速的正向的视频传输

那同时 我还在这个高速视频传输同时呢

我还可以在上面叠加一个低速的控制信号

两方是可以同时进行

而不会受任何的

在同一根线上同时进行

不会受任何的干扰

那我们的延时可以低至15个微秒

那对于这个信号其实

对于这个我们的那个摄像头的控制

其实你是足够的

然后的话线缆就跟前面说的一样

我们可以用同轴或者说屏蔽双绞

那都是没问题

那我们刚刚讲那么多

那我们在中间串行的那个走线

我们用的是什么样的格式呢

可能很多那个观众

觉得我们中间那个串行口

它走的是 LVDS 的信号

那其实不是

因为 LVDS 的话

当你频率大过 2G 以后

他的那个 EMC 跟功耗会大大的增加

所以说我们这个串行口的话

我们用的是那个 CML 的结构

那 CML 能够保证我们在高速的情况下

能够实现更低的功耗

跟更小的那个 EMI 的性能

干扰性能就更好

这个是我们差分的电平

就是 CML 电平

那下面呢我会用我们摄像头的传输的芯片

我们的 913 914 来举例子

它是怎么实现这个刚刚我们说那个叫

并行变这个串行这样传输的呢

它是这样子

我们每一个像素时钟

我们会把他的并行数据

把它打成一个帧往外发

所以那这个帧的长度是 28 比特

就是说我们每像素的那个时钟周期内

我们都会发 28 个比特这样一个帧往外发

那这 28 比特里面

有一部分是我们的 RGB 的数据

另外也有一部分是我们的那个控制数据

那我们会都会把它

塞到这个 28 个比特的帧里面往外发

这样就是让我们那个并转串的变化

然后到了我们接收端呢

我们就会把这个串行信号重新变为并行

然后再发到给我们的处理器

那这个是大概的计算的公式

那我们会有这是10bit跟12bit的模式

那对于10bit模式

我们一般会用10bit那个高频模式

那我们的算法就是说

我们会用那个 PCLK 除以二

再乘前面说 28

那这大概可以算出我们的

串行这样速率

那比如说我们是 PCLK 是一百兆

那我们的串行线上的

速率就是 1.4G 这样数据

那具体各位可以去参考我们的规格书

上面有个更详细的说明

那这个的话就说给大家展示了

我们刚刚说都是说那个前向通道

那我们怎么同时实现

我们前向的高速的信号

跟我们反向的控制信号实时传输

如果各位拿个示波器

去看一下我们那个串行线上的波形

那大家就能看到这样一个波形

那这个波形的话它那个

很密这个就是我们那个正向的传输

它是高速的

然后上面这个包络呢

就是我们反向的传输的信号

那由于我们正向跟反向的那个

速率是有个差异的

所以我们这个高频跟低频

可以叠在一起来传

然后只要我在两端分别加高通跟低通滤波器

我就可以把它的这个控制信号

就可以把它那个反向控制信号

跟前向的那个视频信号分离出来

而不会任何干扰

那如果各位我们把那个反向通道关掉

那我们就可以看到它只剩下正向通道

就只剩很密的高速的信号了

所以这个就是我们的怎么实现

我们怎么实现这个正反面同时传输的方式

所以这一章就我给各位

大概快速讲解了我们 TI FPD-Link 的

一些基本的原理基本的构造

以及我们的技术优势

然后第二部分的话

我会简短的给大家讲一讲

我们 TI 的 FPD-LINK 产品的

产品特点以及我们的技术的优势

那这里呢我们先看看几个基本概念

就我们图像的基本跟着我们重温一下

那第一个是像素 什么是像素

其实就是比如说我们一张图片

图像里面最小的单位

那比如这个图 那我们把它放大

它其实是一个个这样的马赛克的格子

那这里面呢最小一个小方块

它就是叫像素

那像素时钟

第二个是那什么意思呢

一般来说我们这个数字视频信号

那会有时钟来同步我们那个像素的数据

那一般来说呢

一个像素时钟周期就会对应一个像素

那所以说那我们的这个像素时钟

就可以通过这样一个公式来计算

可以通过我们的这个

屏幕的分辨率的那个宽度乘以高度

再乘我们那个刷新率

然后再乘以我们的消隐时间

这样来去做计算

那打个比方

那如果我们的屏幕

或者说我们摄像头分辨率是800×480

然后呢帧率是60赫兹

然后有 5% 的这个消隐的时间

那我们这个像素时钟

那就可以用800×480

再乘以 60 再乘以1.05

这样来计算那结果是24.192兆

这个就是我们要传输这个数字视频

所需要的像素时钟的频率

然后第三个概念是那个色深

那我们刚刚讲到每像素

那我们每个像素

其实我们都会用数字的值来表示它的颜色

那我们一般会把这个值

分为那个红绿蓝三组叫 RGB 三个组

如果说我们 RGB 每组各为六个比特

那我们就叫 18 位色深

或者叫 RGB666

那如果说RGB有八个比特

那可能就24位深叫 RGB888

也有也有叫那个 YUV 565 的

那可能就是 RGB 是有五个六个

跟五个那个比特

那就叫 565 这种格式

那色身的大小会有什么区别呢

那我们这边会有图会有展示

那这个是八位的那个那个颜色

然后这 16 位 24 位

那我们可以看到

随着那个色深的越来越高

那我们的颜色的数量会越来越多

那我们能够显示的这个颜色

也会越来越细腻

所以说其实色深我们是越高

效果是越好的

这个是基本概念

那第二个呢我们

大概快速讲讲我们 FPD-Link 的发展历程

那我们在最早最早的时候

其实我们的那个 FPD-Link

只是说把我们的并行的 RGB 信号

然后转成那种 10 线 的 OLDI

就我们常见的 OLDI 来传输

那这个的话它的输出其实是有那个五个线

就包括四个数据跟一个时钟

然后的话那个传输的那个距离就比较短了

只能到三米左右

那再长可能就会有那个噪点跟干扰

然后我们因为车上

其实那个电子的东西越来越多

那我们需要的传输距离也越来越长

所以为了我们把这个问题给解决

那我们就推出 FPD-Link 的第二代

那它的改进之后

我们可以把这个并行的数据视频加时钟

你要全部揉到一根线上

就一根双绞线或者一根同轴上去传输

那我们就可以是达到那个十米的距离

那由于我们是只用一根线

所以说那个线材的那个重量

跟那个成本都大大的减小

但是呢他还有缺点

就是说我这根同轴线

我只能够传那个视频

但如果说我要反向去传控制

比如说从 IO 口或者说通过那个 I2C

去传一些反向的控制

那也没办法

我还是要额外拉

那我们为了更简化这个设计

那我们就推出了 FPD-Link 第三代

那他可以把那个并行的数据

时钟还有我们的控制

那全部都揉到了一根双绞线

或者说一根同轴线上传输

那同样的我们能够传出超过十米的距离

并且我们支持多种接口

比如说 RGB LVDS MIPI CSI DSI 等等

各种接口

那这个 FPD-Link 的第三代

那它的相关特性

我后面会去给大家讲解

那这个就是我们大致的介绍

那我们现在今天讲 ADAS

我们就看下面这部分

那我们的 ADAS 摄像头这边

他 sensor 拍了数据以后

那他会把这个视频 音频

还有时钟控制

那都通过这个串行器

把它变到双绞线上去

或者同轴上传输

然后到了我们收端呢

我们会把这个串行的数据

在解回并行的数据

然后给 ECU 做处理

那对于 ECU 来说呢

其实它这两个芯片

其实对他说是透明的

就 ECU 会感觉到

我只是直接跟这个 sensor 通讯

然后这个时候呢除了传输视频以后

我还可以去通过IO口

或通过 I2C 同时把这些控制信号

通过反向来给到我们那个 sensor

控制它做各种那个处理跟操作

这个是个大概的系统的结构

那同样那如果对于我们那个

导航主机其实也是类似的功能

我们可以看上面

那这个是导航的主机

那主机的处理器可能要发送视频出去

然后给到串行器

然后串行器会通过

会把这个视频变成串行信号

就给到我们的接收

接收这边会再会把这个视频

变为并行给到我们远端的屏幕

因为现在很多车都喜欢

做那个悬浮屏或分离屏

那这种方案就会特别有这个优势

那同时呢我们屏幕上的一些触摸信号

那也可以通过这个控制 I2C

给回传到给这个主机

然后去做对应的操作

那这个就 FPD-Link 的

大概的结构 应用结构

那我们可以用这个同轴电缆

或者用这种屏蔽双绞线

那我们都可以去实现这样的传输

那这个是我们 FPD-Link 两种应用场合

那第一是摄像头的连接

他视频方向主要是用摄像头传到主机

那第二类是我们的屏幕连接

那主要是从我们主机

给到那个远端的屏幕这两种应用

那这个就是我们这个

FPD-Link 的一些特点

一个 High light

那是我们除了传视频

那还刚前面讲的你除了传视频

还能够传那个双向的控制

比如 I2C SPI 跟 GPIO

甚至电源都可以传

然后的话我们有那个自适应均衡

可以适应不同的那个线缆长度

跟那个老化程度

然后第三个就是说我们有各种接口

包括 RGB YUV OLDI MIPI 等等

这样的接口

那可以适应不同的那个 sensor

适应不同的那个处理器的接口

那对于那个屏幕显示方面

那目前我们产品

最高是能到 2k 这个级别

那对于 ADAS 产品的话

我们目前的话最高能到

200 万像素这个 sensor

然后那个传输延迟非常低

并且可以有很多创新的

那个时钟同步方式

去保证我们的那个时钟源的清洁

那我们后面会讲到

OK 那往下呢这个就是

关于我们重要的功能

叫那个自适应均衡这样的功能

那我们可以看到

这个呢是我们发送端的波形的眼图

那其实这个眼图还是挺好的

我们可以正确判断他那个零和一

但这个发送端的信号

经过十米线传输以后

由于线缆上会有衰减

所以这个时候他的眼图就变得很差了

眼睛基本上闭合了

那所以这个时候呢

如果我们想去判断它的零和一

其实它就没法判断了

那对于我们实际的情况

可能你就会看到那个图像会有噪点

或者会花屏

甚至什么都没有显示

那我们为了在那个长距离传输以后

能够再准确判断是零和一

那我们需要加入均衡

我们叫 eq 这样电路

这个在IC内部集成的

那经过这均衡以后

我们就可以把

经过十米线缆传输以后的那个数据

然后重新恢复成这样比较漂亮的波形

那这样的话我就可以去正确识别

它是零呢还是一

就不会有那个燥点

但是这样有个问题

我们的均衡 它并不是固定的值

它是需要根据我们的线缆长度

还有我们的线缆的材质

包括阻抗来去动态设定的

那我们的优势在于

我们有叫自适应均衡

就是说无论你们使用多长的线

还有就无论你们使用的线缆的材质

还有无论你那个线缆用了多少年

可能因为随着线缆的那个老化

它也会有变化

就无论的长度 那个材质

以及那个那个使用年限的变化

那我这个均衡呢都可以去自适应去调节

来保证我这个接收端信号

能够实现最好的情况

然后呢从而保证我们最好的系统稳定性

对我们的这个视频的质量

这个是自适应均衡

那这样的话我们也可以

我们就可以使用更加低成本的线缆

也可以有更好的可靠性

然后下一个是说

我们可以实现这个实时的双向传输

那我们一方面呢

可以实现高速的正向的视频传输

那同时 我还在这个高速视频传输同时呢

我还可以在上面叠加一个低速的控制信号

两方是可以同时进行

而不会受任何的

在同一根线上同时进行

不会受任何的干扰

那我们的延时可以低至15个微秒

那对于这个信号其实

对于这个我们的那个摄像头的控制

其实你是足够的

然后的话线缆就跟前面说的一样

我们可以用同轴或者说屏蔽双绞

那都是没问题

那我们刚刚讲那么多

那我们在中间串行的那个走线

我们用的是什么样的格式呢

可能很多那个观众

觉得我们中间那个串行口

它走的是 LVDS 的信号

那其实不是

因为 LVDS 的话

当你频率大过 2G 以后

他的那个 EMC 跟功耗会大大的增加

所以说我们这个串行口的话

我们用的是那个 CML 的结构

那 CML 能够保证我们在高速的情况下

能够实现更低的功耗

跟更小的那个 EMI 的性能

干扰性能就更好

这个是我们差分的电平

就是 CML 电平

那下面呢我会用我们摄像头的传输的芯片

我们的 913 914 来举例子

它是怎么实现这个刚刚我们说那个叫

并行变这个串行这样传输的呢

它是这样子

我们每一个像素时钟

我们会把他的并行数据

把它打成一个帧往外发

所以那这个帧的长度是 28 比特

就是说我们每像素的那个时钟周期内

我们都会发 28 个比特这样一个帧往外发

那这 28 比特里面

有一部分是我们的 RGB 的数据

另外也有一部分是我们的那个控制数据

那我们会都会把它

塞到这个 28 个比特的帧里面往外发

这样就是让我们那个并转串的变化

然后到了我们接收端呢

我们就会把这个串行信号重新变为并行

然后再发到给我们的处理器

那这个是大概的计算的公式

那我们会有这是10bit跟12bit的模式

那对于10bit模式

我们一般会用10bit那个高频模式

那我们的算法就是说

我们会用那个 PCLK 除以二

再乘前面说 28

那这大概可以算出我们的

串行这样速率

那比如说我们是 PCLK 是一百兆

那我们的串行线上的

速率就是 1.4G 这样数据

那具体各位可以去参考我们的规格书

上面有个更详细的说明

那这个的话就说给大家展示了

我们刚刚说都是说那个前向通道

那我们怎么同时实现

我们前向的高速的信号

跟我们反向的控制信号实时传输

如果各位拿个示波器

去看一下我们那个串行线上的波形

那大家就能看到这样一个波形

那这个波形的话它那个

很密这个就是我们那个正向的传输

它是高速的

然后上面这个包络呢

就是我们反向的传输的信号

那由于我们正向跟反向的那个

速率是有个差异的

所以我们这个高频跟低频

可以叠在一起来传

然后只要我在两端分别加高通跟低通滤波器

我就可以把它的这个控制信号

就可以把它那个反向控制信号

跟前向的那个视频信号分离出来

而不会任何干扰

那如果各位我们把那个反向通道关掉

那我们就可以看到它只剩下正向通道

就只剩很密的高速的信号了

所以这个就是我们的怎么实现

我们怎么实现这个正反面同时传输的方式

所以这一章就我给各位

大概快速讲解了我们 TI FPD-Link 的

一些基本的原理基本的构造

以及我们的技术优势