【聚焦MIPI】系列之一：解讀新一代汽車高速連接標準A-PHY

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，車載通信技術也在不斷進步。MIPI A-PHY作為一項新興的連接標準，專為汽車應用設計的高速串行器-解串器（SerDes）物理層接口，正逐漸成為車載通信領域的明星技術。

MIPI A-PHY由MIPI聯(lián)盟（Mobile Industry Processor Interface）開發(fā)，A-PHY標準的設計目的是為汽車中的攝像頭、雷達、激光雷達和顯示器等高帶寬數(shù)據(jù)傳輸提供可靠且高效的連接，以滿足汽車行業(yè)對于高帶寬、低延遲和可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰栏褚蟆?/p>

CASE、MASS意為何物？

汽車的許多應用都受到全新產(chǎn)業(yè)趨勢所驅(qū)動，CASE 四個字母代表的是聯(lián)網(wǎng) (Connected)、自動化(Automated)、共享(Shared)和電氣化(Electrified)。網(wǎng)聯(lián)汽車使用先進的LTE和5G網(wǎng)絡來增加網(wǎng)絡帶寬并驅(qū)動更高分辨率的顯示器；先進的自動化讓新的應用程序有更充分的時間運用更高解析、更豐富的聯(lián)網(wǎng)顯示器以及聯(lián)網(wǎng)傳感器；共享是自動化的自然結(jié)果，讓應用程序藉由互連的GPU和ECU有更多機會采用端到端相機和顯示器；電氣化需要低功率的照明和高效率的顯示器。傳統(tǒng)的汽車應用程序，持續(xù)要求提高相機和幀率的分辨率，同時降低功耗和電氣干擾容限。

MASS 系列規(guī)范專為端到端功能安全和未來的安全而設計。圖中左側(cè)的鏡頭雷達使用 MASS 規(guī)范來擷取數(shù)據(jù)，并通過功能安全和安全協(xié)議予以保護，標記來自傳感器和 ECU 的完整圖標，再到顯示器。不同區(qū)塊分別通過A-PHY SerDes 接口完成這一切。ECU 圖像訊號和圖形顯示處理器會協(xié)助顯示器產(chǎn)生新的像素輸出數(shù)據(jù)。通過A-PHY SerDes MASS 規(guī)范可以替顯示處理器輸出的像素提供安全保障，最終來到玻璃顯示器的部分。端到端MASS的作法有時稱為玻璃到玻璃，因為它從傳感器捕捉到光的瞬間啟動，一直到光線離開顯示器為止。

標準的不斷演進

MIPI A-PHY規(guī)范在點對點或菊花鏈拓撲結(jié)構(gòu)中提供非對稱數(shù)據(jù)鏈路，具有高速單向數(shù)據(jù)、嵌入式雙向控制數(shù)據(jù)和可選的供電功能，全部通過單根電纜實現(xiàn)。這減少了布線、成本和重量，并允許設計人員根據(jù)其用例所需的性能、成本和復雜性優(yōu)化系統(tǒng)，提供可擴展性和靈活性，以滿足廣泛的速度和設計需求。為了與現(xiàn)有網(wǎng)絡主干網(wǎng)集成，A-PHY補充了以太網(wǎng)、CAN、FlexRay和其他接口。

MIPI A-PHY 標準不斷演進，以滿足日益增長的性能和功能需求。最新的進展包括更高的傳輸速率、更低的功耗以及更好的兼容性。比如，最新版本可能支持每秒數(shù)十 Gbps 的傳輸速度，大大提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?/p>

在汽車領域的應用廣泛

A-PHY可以用于連接車載攝像頭、雷達、傳感器等設備與中央處理單元，實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，為自動駕駛和高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）提供關鍵的支持。例如，在自動駕駛中，A-PHY 能夠快速傳輸來自多個攝像頭的圖像數(shù)據(jù)，以極低的延遲傳輸?shù)教幚韱卧管囕v能夠及時準確地感知周圍環(huán)境。

? 自動駕駛系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)傳輸，如攝像頭、雷達等。

? 車載信息娛樂系統(tǒng)的高清視頻和音頻傳輸。

? 車輛內(nèi)部的高速網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)不同模塊之間的高效通信。

預計首批使用A-PHY組件的車輛將于2024年投入生產(chǎn)。除汽車用途外，該規(guī)范還將非常適合物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)等應用。

產(chǎn)業(yè)鏈上下游進展

芯片廠商普遍計劃采用 MIPI A-PHY，這種遠程物理層接口非常適合用于汽車和其他環(huán)繞傳感器應用，例如攝像頭和車載信息娛樂（IVI）顯示器。汽車制造商則在不斷改進自動駕駛功能，他們也意識到，這些功能應當有助于提升汽車的安全性。

作為MIPI A-PHY標準的重要貢獻者，Valens率先推出了符合A-PHY標準的芯片組VA7000，并與索尼、黑芝麻智能科技等公司合作，將A-PHY技術應用于汽車攝像頭模組、自動駕駛計算平臺等領域。英特爾與Valens代工合作，使用其先進的制程技術為Valens代工生產(chǎn)新一代MIPI A-PHY芯片，以滿足市場需求。

是德科技的SerDes接收機（Rx）合規(guī)性測試解決方案，根據(jù)合規(guī)性測試規(guī)范（CTS）的要求驗證移動行業(yè)處理器接口MIPI A-PHY 器件。該解決方案由是德科技聯(lián)合 BitifEye Digital Test Solutions GMBH 和 Wilder Technologies 兩家公司共同開發(fā)，并且得到了 Valens的支持。是德科技提供先進的設計和驗證解決方案，旨在加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個安全互聯(lián)的世界。

面臨的挑戰(zhàn)和機遇

一項新興技術發(fā)展過程中總會面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，其技術尚處于不斷完善的階段，新的標準和技術在實際應用中可能會暴露出一些未被充分驗證的問題，例如在復雜的電磁環(huán)境中能否保持穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸性能。再者，市場對于成本的敏感度較高，A-PHY 相關產(chǎn)品在初期的研發(fā)和生產(chǎn)成本較高，這可能使其在價格競爭激烈的市場中面臨一定的壓力。此外，A-PHY 要在諸如汽車等對安全性和可靠性要求極為嚴苛的領域廣泛應用，必須要滿足一系列高標準的認證和測試，這無疑增加了其推廣和普及的難度。

然而，MIPI A-PHY 也生在充滿機遇的時代。隨著汽車行業(yè)向智能化和電動化的快速邁進，對高速、穩(wěn)定且低延遲的數(shù)據(jù)傳輸需求日益增長，這為 A-PHY 在汽車領域的應用提供了廣闊的空間。例如，自動駕駛技術的發(fā)展需要大量傳感器數(shù)據(jù)的實時傳輸，A-PHY 正好能滿足這一需求。同時，工業(yè) 4.0 時代的到來促使工業(yè)生產(chǎn)中的設備互聯(lián)更加緊密和高效，A-PHY 有望在工業(yè)自動化領域發(fā)揮重要作用，助力提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制水平。另外，5G 技術的普及也為 A-PHY 創(chuàng)造了更多的應用可能性，二者的融合將為智能交通、遠程醫(yī)療等新興領域帶來創(chuàng)新性的解決方案。

結(jié)語

MIPI A-PHY 作為一項具有創(chuàng)新性和前瞻性的連接標準，雖然在發(fā)展過程中面臨諸多挑戰(zhàn)，但憑借其卓越的性能和廣泛的應用前景，無疑將在汽車、工業(yè)等領域發(fā)揮重要作用。隨著技術的不斷進步和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，相信 MIPI A-PHY 有望迎來更加輝煌的未來，為我們的生活和工作帶來更多的便利和創(chuàng)新。

不斷演進變化的標準給企業(yè)帶來壓力，而為了與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新步伐同步，企業(yè)必須進行持續(xù)投資。益萊儲每年都會對產(chǎn)品庫進行大量投資，以便在推出最新技術時可用。 益萊儲龐大的產(chǎn)品庫存為您提供無縫銜接的租賃解決方案。通過來自200多家制造商的價值10億美元的電子測試設備資產(chǎn)的海量庫存，益萊儲測試解決方案能夠幫助企業(yè)在當今快速發(fā)展的商業(yè)環(huán)境中解決測試測量問題。