ADAS 主流系统架构介绍与设计挑战-1

早上好

欢迎各位参加今天的直播

我是 TI 的模拟应用工程师张志豪

今天我将给各位介绍

在市场日益增长的需求下

ADAS 系统上我们面临的设计挑战

以及 TI 的 FPD-LINK 产品

如何帮助各位应对挑战

跟解决实际的问题

我们今天的直播分为以下四个议程

第一个我们会简单介绍一下

目前 ADAS 的主流系统架构跟设计挑战

第二个我们会讲一下 TI 的

FPD-LINK 产品的特点以及技术优势

然后我们再去详细讲述

我们 FPD-LINK 在 ADAS

环视系统中的具体应用的介绍

最后我们会介绍我们

TI FPD-LINK 的相关的设计资源

来帮助各位完成设计

OK 首先我们讲第一个议程

什么是 ADAS

我想先问各位一个问题

我们正常人的视角会是有多少度

大家如果去网上搜索

就能发现

我们正常人如果两个眼同时看前方

大概只能有 120 度的视角

但是呢我们很多老司机就跟我说

这个开车要眼观六路耳听八方

但是不是每个人都是老司机怎么办

这个时候我们的 ADAS 就可以帮到我们

ADAS 全称就是叫高级驾驶辅助系统

它是可以借助我们比如说摄像头

雷达 超声 等等的传感器

去实时帮助我们监控

汽车周围的环境

然后给到我们驾驶辅助

让我们驾驶可以更安全更舒适

有了这个系统

我们就可以真正的做到

眼观六路 耳听八方

我们可以看这个图

我们配合的 ADAS 系统以后

摄像头可以让我看到

整车周围的环境

各种雷达可以帮助车辆

探测到远距离 中距离

近距离的各种障碍物

帮助汽车以及帮助我们驾驶员

可以快速做出判断

既然我们需要

我们有这么多的传感器跟摄像头

我们就要考虑

我怎么可以把它连接起来

这页 PPT 就讲述到我们车上

三种这个高速信号的连接的方式

我们有三类

一类是说我们屏幕的连接

就比如我们左边这个图

第二类呢是我们摄像头连接

就我们中间这个图

第三类呢主要目前是

用在我们个车身电子上

主要是我们以太网的

或者 CAN 上的连接

我们今天的重点是

我们今天的重点是

我们这个 ADAS 方面的连接

我们可以看到我们车上有很多摄像头

包括前视后视跟个两侧环视

还有包括各种超声

或长波 毫米波这样的雷达

这些摄像头跟雷达呢

都会通过连接到我们的

ECU 做个统一的处理

这些包括我们的摄像头

就比如说我们倒车的

我们的环视的

甚至包括我们在车里面的摄像头

来检测我们驾驶员的

驾驶状态的摄像头

以及说这边的雷达或者超声等等

这些都是通过高速的数据连接

连到我们的 ECU

随着我们的 ADAS

包括我们自动驾驶的要求越来越高

其实摄像头也好

摄像头的分辨率会越来越高

然后的话我们这个

雷达的数据量也越来越大

可以看看这个要求

这里我们列出了

不同摄像头的要求

比如说我们的倒车

环视跟前视等等的摄像头

我们都需要更高的分辨率

我们的前视还有我们的夜视

可能会我们就需要更高的帧率

所有这些更高分辨率跟更高帧率

都要求着更大的数据量

对于在这个要求的情况下

我们看我们传统的

这个模拟的摄像头

可能就很难胜任我们目前的工作

因为它是模拟的传输

可能它分辨率会相对比较低

同时呢会更加容易受到干扰

并且的话呢

可能我们大部分情况

还可能还需要

外部拉一根电源线跟控制线

来去传递我们额外的信号

这样在车的轴线上

其实是比较

比较麻烦的问题

OK 为了应对这种情况

我们就有了新一代的

这种叫数字式的这种摄像头

这边这个图 左边是摄像头模块

右边是我们个 ECU

或者我们的接收机

这边我们的 sensor

通过串行器

把我们的个并行数据转成串行

然后通过同轴电缆往外发

然后在我们接收端呢

再通过解串器

把这个串行数据再解回并口

给到我们的处理器去做处理

然后除了传这个视频信号以外

我还可以通过同一根同轴线

去传输我们的双向的控制信号

比如说 I2C 比如说 IO 口

另外呢我们还可以把电源

通过叫 POC 电路

给耦合到这个同轴线上

然后同时传输给摄像头

所以用这种方式的话

由于它是全数字的方式传输

所以我们的干扰会比较小

并且的话可以传输更高的分辨率

然后同时的话除了这个视频以外

我还可以同步传输

在同一根同轴线上

同步传输这个控制跟电流的信号

这样的话既节省空间

也让我们的成本会更加低

可靠性也更加高

这个是我们传统的

数字摄像头的大概的结构

最左边是我们个镜头

然后后面我们一般会有个 CMOS Sensor

Sensor 可能后面可能会

经过图像处理以后

就会给到我们 FPD LINK串行器

这个串行器的话

就会把我们个并行的视频数据

打包然后变成串行

然后传到我们个远端的接收器边去

然后同时这边还会有些电源

包括 DCDC LDO 等等的电源

然后给这个摄像头做供电

然后第二个呢是种雷达的模块

他的结构跟前面的

摄像头也是类似的

他这边有我们有雷达模拟前端

很多这种雷达的模拟前端

比如说个毫米波雷达或短波雷达

它们的输出的格式

其实都是个并口

或者 MIPI CSI-2 就跟我们的摄像头类似

所以对于这种的并行的格式

我们同样也可以通过这个

FPD-link 的串行器

把这个雷达的信息转成串口

同轴然后传到我们远端

然后雷达可能相对

还会系统会复杂一点

我们应该可能还会需要 MCU

做一些配置跟控制

然后还需要各个更多的电源

或者 CAN 做这样通信

然后这个是

大概雷达模块的框图

然后前面讲的是关于

我们发送端的设备

后面我们介绍两个

接收端的框图

这个呢是四个摄像头的

全景模块的大的框图

左边是我们四个数据摄像头

其他的框图我们前面讲过了

我们的 sensor 拍了视频以后

会把它变成串口

然后分别就发到我们这边搭了ECU端

然后ECU端呢我通过解串器

我们先通过 POC

叫线缆供电那个网络

我们先把个电源给分离出来

然后最终的数据呢我们通过四个解串器

把我们的 sensor 的信号变回并行信号

然后给到我们的 ECU

我们的处理器进行处理

这个是主的个信号链路

除了信号链路以外

可能还我们还有电源

就比如说我们从电池

通过高压 DCDC 转成个 5 伏 3.3伏

然后再通过低压的 DCDC和LDO

再转给各个电源轨

给到我们的个处理器

同时呢我们上面还会有MCU

然后做一些 CAN 总线的控制

就跟车身的其他设备做交互这样的应用

然后有些场合可能

我们还需要说我拍了这个全景

我拍了这个图像

我希望能够实时看到

这里呢我们也有可能会用到

另串行器就把这个合成以后的图像

给又变成串行

然后传到我们个远端的屏幕上去

然后供我们的驾驶员做实时的观看

这个是我们

前面个是我们上一代的方法

如果说我想这个系统更加简洁了怎么办

我们有新一个的方案

就是说我们有一颗

集成四个通道的这样解串器

它用一个芯片

就可以把我们四个摄像头的

视频信号全部给解压出来

变回并行的信号

比如说 MIPI 这样信号

然后传到我们处理器上

这样的话整个系统的空间

跟体积还有可靠性都会有很大的提升

并且的话成本呢也会有个比较明显的下降

这一部分呢就是我们的第一部分

就我们大概快速讲解一下

我们当前 ADAS 系统的基本的结构

还有我们的设计挑战

往下的三部分

我们会具体的讲解我们的 FPD-LINK 产品

怎么去帮助各位

去应对这些这些日益增长的这些挑战

早上好

欢迎各位参加今天的直播

我是 TI 的模拟应用工程师张志豪

今天我将给各位介绍

在市场日益增长的需求下

ADAS 系统上我们面临的设计挑战

以及 TI 的 FPD-LINK 产品

如何帮助各位应对挑战

跟解决实际的问题

我们今天的直播分为以下四个议程

第一个我们会简单介绍一下

目前 ADAS 的主流系统架构跟设计挑战

第二个我们会讲一下 TI 的

FPD-LINK 产品的特点以及技术优势

然后我们再去详细讲述

我们 FPD-LINK 在 ADAS

环视系统中的具体应用的介绍

最后我们会介绍我们

TI FPD-LINK 的相关的设计资源

来帮助各位完成设计

OK 首先我们讲第一个议程

什么是 ADAS

我想先问各位一个问题

我们正常人的视角会是有多少度

大家如果去网上搜索

就能发现

我们正常人如果两个眼同时看前方

大概只能有 120 度的视角

但是呢我们很多老司机就跟我说

这个开车要眼观六路耳听八方

但是不是每个人都是老司机怎么办

这个时候我们的 ADAS 就可以帮到我们

ADAS 全称就是叫高级驾驶辅助系统

它是可以借助我们比如说摄像头

雷达 超声 等等的传感器

去实时帮助我们监控

汽车周围的环境

然后给到我们驾驶辅助

让我们驾驶可以更安全更舒适

有了这个系统

我们就可以真正的做到

眼观六路 耳听八方

我们可以看这个图

我们配合的 ADAS 系统以后

摄像头可以让我看到

整车周围的环境

各种雷达可以帮助车辆

探测到远距离 中距离

近距离的各种障碍物

帮助汽车以及帮助我们驾驶员

可以快速做出判断

既然我们需要

我们有这么多的传感器跟摄像头

我们就要考虑

我怎么可以把它连接起来

这页 PPT 就讲述到我们车上

三种这个高速信号的连接的方式

我们有三类

一类是说我们屏幕的连接

就比如我们左边这个图

第二类呢是我们摄像头连接

就我们中间这个图

第三类呢主要目前是

用在我们个车身电子上

主要是我们以太网的

或者 CAN 上的连接

我们今天的重点是

我们今天的重点是

我们这个 ADAS 方面的连接

我们可以看到我们车上有很多摄像头

包括前视后视跟个两侧环视

还有包括各种超声

或长波 毫米波这样的雷达

这些摄像头跟雷达呢

都会通过连接到我们的

ECU 做个统一的处理

这些包括我们的摄像头

就比如说我们倒车的

我们的环视的

甚至包括我们在车里面的摄像头

来检测我们驾驶员的

驾驶状态的摄像头

以及说这边的雷达或者超声等等

这些都是通过高速的数据连接

连到我们的 ECU

随着我们的 ADAS

包括我们自动驾驶的要求越来越高

其实摄像头也好

摄像头的分辨率会越来越高

然后的话我们这个

雷达的数据量也越来越大

可以看看这个要求

这里我们列出了

不同摄像头的要求

比如说我们的倒车

环视跟前视等等的摄像头

我们都需要更高的分辨率

我们的前视还有我们的夜视

可能会我们就需要更高的帧率

所有这些更高分辨率跟更高帧率

都要求着更大的数据量

对于在这个要求的情况下

我们看我们传统的

这个模拟的摄像头

可能就很难胜任我们目前的工作

因为它是模拟的传输

可能它分辨率会相对比较低

同时呢会更加容易受到干扰

并且的话呢

可能我们大部分情况

还可能还需要

外部拉一根电源线跟控制线

来去传递我们额外的信号

这样在车的轴线上

其实是比较

比较麻烦的问题

OK 为了应对这种情况

我们就有了新一代的

这种叫数字式的这种摄像头

这边这个图 左边是摄像头模块

右边是我们个 ECU

或者我们的接收机

这边我们的 sensor

通过串行器

把我们的个并行数据转成串行

然后通过同轴电缆往外发

然后在我们接收端呢

再通过解串器

把这个串行数据再解回并口

给到我们的处理器去做处理

然后除了传这个视频信号以外

我还可以通过同一根同轴线

去传输我们的双向的控制信号

比如说 I2C 比如说 IO 口

另外呢我们还可以把电源

通过叫 POC 电路

给耦合到这个同轴线上

然后同时传输给摄像头

所以用这种方式的话

由于它是全数字的方式传输

所以我们的干扰会比较小

并且的话可以传输更高的分辨率

然后同时的话除了这个视频以外

我还可以同步传输

在同一根同轴线上

同步传输这个控制跟电流的信号

这样的话既节省空间

也让我们的成本会更加低

可靠性也更加高

这个是我们传统的

数字摄像头的大概的结构

最左边是我们个镜头

然后后面我们一般会有个 CMOS Sensor

Sensor 可能后面可能会

经过图像处理以后

就会给到我们 FPD LINK串行器

这个串行器的话

就会把我们个并行的视频数据

打包然后变成串行

然后传到我们个远端的接收器边去

然后同时这边还会有些电源

包括 DCDC LDO 等等的电源

然后给这个摄像头做供电

然后第二个呢是种雷达的模块

他的结构跟前面的

摄像头也是类似的

他这边有我们有雷达模拟前端

很多这种雷达的模拟前端

比如说个毫米波雷达或短波雷达

它们的输出的格式

其实都是个并口

或者 MIPI CSI-2 就跟我们的摄像头类似

所以对于这种的并行的格式

我们同样也可以通过这个

FPD-link 的串行器

把这个雷达的信息转成串口

同轴然后传到我们远端

然后雷达可能相对

还会系统会复杂一点

我们应该可能还会需要 MCU

做一些配置跟控制

然后还需要各个更多的电源

或者 CAN 做这样通信

然后这个是

大概雷达模块的框图

然后前面讲的是关于

我们发送端的设备

后面我们介绍两个

接收端的框图

这个呢是四个摄像头的

全景模块的大的框图

左边是我们四个数据摄像头

其他的框图我们前面讲过了

我们的 sensor 拍了视频以后

会把它变成串口

然后分别就发到我们这边搭了ECU端

然后ECU端呢我通过解串器

我们先通过 POC

叫线缆供电那个网络

我们先把个电源给分离出来

然后最终的数据呢我们通过四个解串器

把我们的 sensor 的信号变回并行信号

然后给到我们的 ECU

我们的处理器进行处理

这个是主的个信号链路

除了信号链路以外

可能还我们还有电源

就比如说我们从电池

通过高压 DCDC 转成个 5 伏 3.3伏

然后再通过低压的 DCDC和LDO

再转给各个电源轨

给到我们的个处理器

同时呢我们上面还会有MCU

然后做一些 CAN 总线的控制

就跟车身的其他设备做交互这样的应用

然后有些场合可能

我们还需要说我拍了这个全景

我拍了这个图像

我希望能够实时看到

这里呢我们也有可能会用到

另串行器就把这个合成以后的图像

给又变成串行

然后传到我们个远端的屏幕上去

然后供我们的驾驶员做实时的观看

这个是我们

前面个是我们上一代的方法

如果说我想这个系统更加简洁了怎么办

我们有新一个的方案

就是说我们有一颗

集成四个通道的这样解串器

它用一个芯片

就可以把我们四个摄像头的

视频信号全部给解压出来

变回并行的信号

比如说 MIPI 这样信号

然后传到我们处理器上

这样的话整个系统的空间

跟体积还有可靠性都会有很大的提升

并且的话成本呢也会有个比较明显的下降

这一部分呢就是我们的第一部分

就我们大概快速讲解一下

我们当前 ADAS 系统的基本的结构

还有我们的设计挑战

往下的三部分

我们会具体的讲解我们的 FPD-LINK 产品

怎么去帮助各位

去应对这些这些日益增长的这些挑战