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对高带宽连接的需求日益增长——对称带宽和非对称带宽

2022-04-21 汽车电子设计 阅读:
汽车行业将要升级两种主要的车辆连接类型——ECU到ECU连接和传感器- ECU连接。像Valens这样为这两种应用提供了最先进解决方案的公司将处于行业转型的前沿。

在之前的文章中,我们花了很多的篇幅来探讨全球汽车产业往集中式电子电气架构的发展。目前来看,2023年左右,从域控制器架构为主体的设计会在旗舰车型上过渡到跨域融合的集中式架构,而在2025年左右,会逐步进入完整的计算平台的状态。3ELednc

下一代架构主要特征是:具有区域控制器配合计算中心的架构。

为了实现这一目标,汽车行业必须升级汽车的两种主要连接类型:3ELednc

● 传感器到ECU连接-单向带宽很大,反向带宽较小(非对称)
ECU到ECU的连接-双向大带宽传输(对称)

从演进层面来看,我们可以把所有非标准的、车载以太网的控制器都称为是Zonal ECU,这是因为这个控制器在标准化的过程中会差异化地集成很多的功能。3ELednc

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图1 Zonal ECU的拓扑3ELednc

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ECU到ECU的连接

随着自动驾驶和智能座舱的普及,做高速连接方案的企业有了用武之地。比如传统做音视频及高速连接解决方案的Valens公司,也进入了汽车相关领域——Valens新推出的一款芯片VA6003,可利用简单、低成本的线缆线束实现高带宽、对称的车载信号链接,能提供在非屏蔽通道上传输高带宽信号的解决方案。一些全球化的汽车企业也在评估这款芯片能否用到最新的汽车域控制器和计算平台上。3ELednc

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图2 智能汽车时代的高速连接方案3ELednc

VA6003芯片组给目前汽车行业内实现以太网连接提供了一套高效的解决方案,包括一系列独特的性能:3ELednc

  • 1.5Gbps/1.5Gbps双向对称带宽3ELednc

  • 极低功耗、极低误码率3ELednc

  • 能够在低成本非屏蔽线缆上传输以太网高速方案,极大降低了系统总成本3ELednc

VA6003芯片支持在一条非屏蔽电缆上同时进行多种信号传输,如:以太网、音频和控制数据。这款芯片系列,目前已通过几家核心的德国Tier-1供应商的验证,并有奔驰做背书——这个系列的早期型号VA6000已经安装在多款奔驰量产车型中,提供了效率更高、性价比更好的解决方案,来满足各种信息娱乐应用和客户的需求。

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图3 VA6003是Valens VA6000系列芯片组中的最新产品3ELednc

VA6000的产品应用在奔驰S最新的娱乐座舱系统中,可以提供快速的通信连接。

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图4 奔驰S上多个屏幕的连接3ELednc

Valens产品定位符合当前汽车的发展趋势,能够满足对称传输应用需求,如ECU到ECU之间的链接,而对于非对称传输应用,如传感器到ECU之间的链接,可以选用 VA7000系列(符合A-PHY协议的芯片组)

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传感器到ECU的链接
Valens年初发布了其VA7000系列,这是世界上第一个符合车载传感器连接新标准A-PHY的产品。
自2020年底MIPI联盟发布A-PHY以来,高速车载连接标准在行业内取得了显著的进展。2021年,IEEE标准协会完全采用了A-PHY并将其作为自己的标准之一。汽车Tier1和Tier2供应商(包括中国的一些供应商)一直致力于将其集成到下一代高级驾驶辅助系统(ADAS)的解决方案中。

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图5 PHY生态3ELednc

Valens的技术在重型卡车应用中得到了最好的体现,它能够在极具挑战性的电磁干扰环境中长距离地连接传感器,将拖车后部的后视摄像头连接到驾驶员侧显示器,性能也满足车企的实时性要求。3ELednc

在商用车货运领域,缺乏远程传感器连接解决方案,影响了全球道路上数以百万计的货车,这使得货车司机的后视视角严重受限。Valens正在研究一种长距离连接解决方案,可以实现长达40米的视频连接,为这一困难的应用提供了独特解决方案的同时也解决了重大的安全隐患。这种技术方案,能让商用车辆进行有效的数据进行传输。
大型卡车无论静止或行车过程中都存在视野盲区, 由于车辆高度及长度尺寸较大, 导致驾驶员视野受限形成盲区,如果盲区内有其他车辆、 行人或障碍物体存在时,视野受限的驾驶员无法做出正确的判断和选择操作,从而酿成严重事故。
通过多个摄像头的图像采集并拼接成 360°全景图像,可以辅助驾驶员,在操作车辆过程中可通过主动显示系统屏幕了解车辆外围的周边环境;通过机器视觉探测左右侧及后方盲区内是否有行人和障碍物,如有危险则通过声音或图像闪烁发出提醒, 使驾驶员可被动了解到车辆盲区内的情况,从而提高行车安全性。
为了得到全景图像, 基于重卡车辆大小,布置不同数量的前部摄像头、 左侧及右侧摄像头、 倒车摄像头分别进行图像采集。

图6 卡车的视野盲区和解决办法3ELednc

原理说起来很容易理解,但是由于卡车车身很长,且需要跨越驾仓和挂车进行连接,现有传输方案无法将尾部摄像头可靠地传输到驾驶室内。Valens的目标是开发长距离连接解决方案,能够传输高质量、零延迟、零误码的视频。

在商用车领域里面,Valens与Stoneridge达成合作,正在尝试推出重卡及拖车视觉和安全系统连接解决方案,攻克卡车运输行业的安全领域难关。3ELednc

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图7 卡车里面的高速连接场景3ELednc

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责编:Admin
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