下一代FPD-Link III設(shè)備為高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)增添速度與靈活性

隨著高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）應(yīng)用（例如前置攝像頭和攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)，CMS）中超過200萬像素（2MP）分辨率的攝像頭成像器的使用越來越廣泛，視頻數(shù)據(jù)傳輸速度的需求也在增加。這些ADAS架構(gòu)的轉(zhuǎn)變正在推動(dòng)下一代Flat Panel Display（FPD）-Link? III設(shè)備的發(fā)展。FPD-Link III序列化器/反序列化器（SerDes）設(shè)備正在從現(xiàn)有的并行接口產(chǎn)品系列（如德州儀器的DS90UB933-Q1和DS90UB934-Q1）轉(zhuǎn)向符合移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口（MIPI）標(biāo)準(zhǔn)的4Gbps DS90UB953-Q1、DS90UB935-Q1、DS90UB951-Q1和DS90UB953A序列化器，以及DS90UB954-Q1、DS90UB958-Q1和DS90UB936-Q1反序列化器。DS90UB95x SerDes系列引入了新功能，使得攝像頭設(shè)計(jì)更加精簡(jiǎn)。從成像器和配套序列化器設(shè)備的數(shù)字視頻端口（DVP）格式轉(zhuǎn)向MIPI攝像頭串行接口（CSI-2）視頻接口是第一個(gè)重大改進(jìn)。

該接口能夠在每個(gè)CSI-2差分通道上實(shí)現(xiàn)高達(dá)832Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。憑借這些更快的速率，2MP分辨率、60fps及以上的視頻成為可能。100MHz像素時(shí)鐘頻率限制了并行接口格式；由于這種并行格式具有預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)位，因此通常限制在10位或12位分辨率。CSI-2格式使用四個(gè)差分通道用于數(shù)據(jù)傳輸，一個(gè)差分通道用于時(shí)鐘信號(hào)，這需要在成像器和序列化器之間布線五條長(zhǎng)度和阻抗匹配的差分對(duì)走線，但僅需使用10個(gè)引腳。對(duì)于并行接口，除了每個(gè)視頻數(shù)據(jù)位所需的10個(gè)或12個(gè)引腳外，該格式還需要垂直同步（VSYNC）、水平同步（HSYNC）和像素時(shí)鐘（PCLK）。因此，一個(gè)1MP分辨率、60fps的成像器需要12個(gè)數(shù)據(jù)位和三個(gè)視頻同步信號(hào)，總共需要15個(gè)引腳。正如我提到的，CSI-2大幅簡(jiǎn)化了攝像頭模塊的設(shè)計(jì)。此外，由于該接口的靈活性，還可以使用雷達(dá)模塊，因?yàn)樵摻涌诟袷脚c這些設(shè)備兼容。成像器和序列化器之間的接口格式和速度只是新DS90UB95x的一個(gè)方面。

這些設(shè)備保留了從反序列化器到序列化器的后向通道I2C通信能力，以實(shí)現(xiàn)從主機(jī)處理器進(jìn)行遠(yuǎn)程模塊初始化。雖然這一功能是FPD-Link III設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，但DS90UB95x系列將后向通道的使用速度從DS90UB93x設(shè)備的2.5Mbps提高到了100Mbps。后向通道速度的提升還使得成像器設(shè)置時(shí)間更快，這在車輛開始具備自動(dòng)駕駛功能時(shí)變得尤為重要。如果車輛不能在啟動(dòng)后盡快接管駕駛，可能會(huì)出現(xiàn)駕駛員認(rèn)為車輛正在采取行動(dòng)而實(shí)際上并未采取行動(dòng)的時(shí)間差。

DS90UB95x設(shè)備的另一個(gè)重要特性是支持同步時(shí)鐘功能。例如，DS90UB953-Q1、DS90UB935-Q1、DS90UB951-Q1和DS90UB953A-Q1序列化器現(xiàn)在可以通過后向通道從DS90UB954-Q1反序列化器或DS90UB960-Q1反序列化器集線器獲取輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘。這一功能的好處在于，它可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使攝像頭模塊更加小巧且成本更低。以前的攝像頭模塊需要配備一個(gè)板載參考時(shí)鐘振蕩器，以提供序列化器所需的輸入頻率，從而使序列化器能夠?yàn)槌上衿魈峁┨囟ǖ臅r(shí)鐘頻率（PCLK）。雖然這種方法是可行的，但它也存在一個(gè)缺點(diǎn)。如果車輛周圍的其他應(yīng)用需要使用成像器，或者在某些情況下使用10位而不是12位，那么實(shí)現(xiàn)特定的PCLK頻率就需要一個(gè)不同的振蕩器。

例如，假設(shè)一個(gè)1MP成像器在12位模式下需要60fps，那么就需要一個(gè)66.66MHz的振蕩器，因?yàn)镻CLK是從REFCLK派生的，其頻率是REFCLK的1.5倍。然而，在10位模式下，你無法使用同一個(gè)振蕩器，因?yàn)樵谠撃Ｊ较?，PCLK是REFCLK的兩倍，這將超過DS90UB933-Q1的100MHz PCLK限制。

同步時(shí)鐘功能使得DS90UB953-Q1能夠根據(jù)從DS90UB954-Q1通過后向通道提供的REFCLK，向成像器提供一個(gè)可調(diào)節(jié)寄存器的CLK。圖1展示了REFCLK和用于生成CLK_OUT的后向通道同步時(shí)鐘。在同步模式下，不需要CLK_IN，這使得在不同工作模式下使用成像器時(shí)更加靈活。

圖1：同步時(shí)鐘設(shè)置

為了調(diào)整CLK_OUT，DS90UB953-Q1在寄存器0x06和0x07中分別設(shè)置了CLKOUT CTRL 0和CLKOUT CTRL 1。這兩個(gè)寄存器包含可用于M、HS_CLK_DIV和N的值。FC是FPD-Link III通道的前向通道數(shù)據(jù)速率。例如，如果圖1中DS90UB954-Q1的REFCLK為25MHz，但提供給成像器的CLK_OUT需要為24MHz，那么設(shè)置HS_CLK_DIV=2、M=3和N=0xFA將確保FC速率為4Gbps。在計(jì)算時(shí)，注意將N=0xFA轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制格式，以確保CLK_OUT的正確時(shí)鐘頻率；見公式1。

ΩΩΩ′Ω正如我們所知，在ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）領(lǐng)域，可擴(kuò)展性將是至關(guān)重要的。隨著成像器技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們的接口和通信技術(shù)也必須跟上步伐。新的高速DS90UB953-Q1和DS90UB954-Q1結(jié)合了簡(jiǎn)潔性和先進(jìn)技術(shù)，能夠支持多種駕駛輔助應(yīng)用，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛車輛鋪平了道路。