汽車電子化程度的增加,為半導體公司創造了很大的空間,以Maxim Integrated來說,20年前該公司汽車應用佔總營收的份額小於1%,10年前小於10%,現在則達19%。

Maxim Integrated 全球銷售及市場行銷副總裁David Loftus指出,「我們在汽車領域看到了更多的創新機會,會將更多的研發投入到汽車中來。20年前Maxim曾主導筆記型電腦的電源市場,那時絕大多數筆記型電腦電源管理元件來自美信,但後來這個領域的商業化太快、價格競爭激烈,我們把重點轉移到了手機、汽車領域。」

20171204NT01P1 Maxim Integrated 全球銷售及市場行銷副總裁David Loftus

當今,汽車中的自動駕駛,或環視方案,需要的攝影鏡頭越來越多,車外的攝影鏡頭和車內駕駛員位置顯示幕之間的訊號傳輸,成了需要解決的一個大問題;另一方面,隨著視訊解析度的提升,資訊娛樂系統對頻寬的要求劇增。「頻寬」成為汽車製造商面臨的最大挑戰之一。

乙太網路架構在如今的汽車中很常見,可以實現比CAN匯流排快100倍的鏈路傳輸資料,然而,使用乙太網路傳輸視訊流需要壓縮視訊傳送,且其速度已經不足以支援當今汽車高速互聯要求。

Maxim Integrated所倡導的GMSL SerDes技術能夠同時傳輸HD視訊、音訊、控制資訊、組合感測器資料,支援長達15m同軸電纜或10m~15m遮罩雙絞線電纜的傳輸。Maxim Integrated當前投放市場的GMSL產品支援高達3Gbps的傳輸速率,比乙太網路速率快10倍,同時滿足汽車廠商的EMI要求。

Loftus認為,「汽車的EMC要求非常苛刻,Maxim Integrated採用所謂的擴頻技術,將諧波分量的峰值降至最小,從而改善電磁相容性EMC。幫助汽車廠商更容易地通過EMC測試認證。」

Loftus 提到,「我們透過電纜供電,既傳資料又供電,這樣可以省一條電源線和地線,對於成本、車自身重量來說,都是一個非常大的改進。另外,新一代GMSL同樣支持雙向通訊,正向通道視訊傳輸速率提升到6Gbps;反向通道資料傳輸速率達到1.5Gbps。在一條電纜既傳視訊流,也可以傳高速控制訊號,比如把乙太網路通訊訊號組合在一條線上傳輸,進一步降低電纜成本和重量。」

車內資料傳輸的挑戰

由於未來汽車的自主能力更強,駕駛和乘客都想在汽車行駛過程中充分享受資訊娛樂系統。汽車本身則需要更強的處理能力即時採集並分析影像訊號和感測器資料,以支援ADAS功能。所有這些都需要更寬頻段,新一代GMSL SerDes技術在前向通道提供6Gbps的頻寬,後向通道提供1.5Gbps頻寬。這為透過同軸電纜或STP傳輸多路HD或更高解析度的視訊訊號提供了足夠的頻寬,並且允許同軸電纜在傳輸視訊的同時傳送乙太網路資料。

對於GMSL,Loftus認為「相容更多的介面」是高速鏈路設計的另一挑戰。要保持和業界一致,需要相容不同攝影鏡頭廠商、SoC廠商、顯示器廠商的不同介面,因為SoC/OEM/雷達/感測器等不同領域廠商都有各自的喜好。這也是其他高速鏈路半導體廠商所面臨的挑戰。

這個時候,汽車OEM的聲音和決策很重要,他們決定在ECU/攝影鏡頭端採用誰的晶片,從而再去影響一線的供應商。所以和主流汽車OEM保持好的合作關係,可以影響到整個生態系統。

汽車製造商希望在車內傳輸百萬畫素解析度影像的需求日益迫切,Loftus指出,「例如我們最近得到的客戶需求是支援50G的處理能力,因為需要連接20路攝影鏡頭。正是用戶的需求推動業者的研發進程,我們很快會在2018年推出下一代GMSL產品,並逐步推出後續速率更高的GMSL產品,説明使用者應對汽車高速傳輸鏈路的挑戰。」