【導讀】無(wú)論是手機還是超高清電視屏幕，高動(dòng)態(tài)范圍圖像（HDR）攝像頭不再局限于提供流行的視覺(jué)效果。越來(lái)越多的高性能攝像頭支持高級駕駛輔助系統（ADAS）和自動(dòng)駕駛車(chē)輛（AV）應用。以Waymo為例，其第五代自動(dòng)駕駛汽車(chē)上至少裝有29個(gè)攝像頭，另外還有5個(gè)激光雷達和6個(gè)雷達。
無(wú)論是手機還是超高清電視屏幕，高動(dòng)態(tài)范圍圖像（HDR）攝像頭不再局限于提供流行的視覺(jué)效果。越來(lái)越多的高性能攝像頭支持高級駕駛輔助系統（ADAS）和自動(dòng)駕駛車(chē)輛（AV）應用。以Waymo為例，其第五代自動(dòng)駕駛汽車(chē)上至少裝有29個(gè)攝像頭，另外還有5個(gè)激光雷達和6個(gè)雷達。
未來(lái)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)將需要支持3到40 GBit/s（約1.4到19 TB/h）的總帶寬，其中攝像頭生成的數據最多。
圖1：在A(yíng)DAS和AV傳感器中，攝像頭每秒產(chǎn)生的數據量最大。數據來(lái)源：Lucid Motors
車(chē)載網(wǎng)絡(luò )-分域架構
這些不同類(lèi)型的傳感器在底板中使用不同的數據速率，汽車(chē)工程師面臨的挑戰之一是如何通過(guò)分域架構降低車(chē)內網(wǎng)絡(luò )的復雜性。
圖2：基于域的車(chē)內網(wǎng)絡(luò )架構概念圖
圖2是分區架構的簡(jiǎn)略展示：不同類(lèi)型的傳感器聚合到不同的分區中，汽車(chē)以太網(wǎng)充當各分區或域之間的互連。
汽車(chē)SerDes作用越發(fā)重要
ADAS的攝像頭傳感器需要高數據速率和傳輸速度才能按設計運行。開(kāi)發(fā)人員越來(lái)越多地轉向串行器/解串器（SerDes）連接，將這些攝像頭連接到車(chē)輛的圖像處理電子控制單元（ECU），如圖2中的淺橙色互連所示。這種SerDes連接將并行數據轉換為串行數據（反之亦然），從而能夠使用成本較低的電纜和連接器在設備之間實(shí)現更快的通信。
目前，SerDes解決方案由各供應商使用封閉的專(zhuān)有標準交付，但這種情況即將改變。業(yè)界認識到，透明統一的標準和測試要求將促使芯片供應商、汽車(chē)一級供應商和汽車(chē)制造商加快開(kāi)發(fā)周期、降低成本并提升與其他商用設備的互操作性。
行業(yè)已在解決SerDes在車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)方面面臨的一些緊迫挑戰，例如驗證：
? 不同媒體相關(guān)接口（MDI）電纜和連接器之間的互操作性
? 發(fā)送器、互連和接收器性能的完整性
? 系統對各種電磁干擾（EMI）的魯棒性
? 從物理層到整個(gè)協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò )安全
互操作性是一個(gè)真正的問(wèn)題。收發(fā)器是敏感設備，必須經(jīng)過(guò)仔細測試，以確保能在嚴峻汽車(chē)環(huán)境中工作，包括高溫、振動(dòng)、靜電放電和電磁干擾。讓我們看一些收發(fā)器測試的例子。
發(fā)送器測試
就發(fā)送器而言，必須確保發(fā)射信號的特性良好。
圖3：有丟包情況的后視ADAS安全攝像頭
圖3是一個(gè)帶有水平線(xiàn)的汽車(chē)倒車(chē)攝像頭視圖示例。這些線(xiàn)路是由傳輸間隙造成的丟包。駕駛員可能仍然能夠看到丟失掉幾個(gè)數據包的圖像，但如果有小孩突然出現在倒車(chē)車(chē)輛后面時(shí)，傳輸出現黑閃閃爍，這將是災難性的！
有多家供應商參與了這一安全功能的實(shí)現：攝像頭制造商、電纜供應商和發(fā)送信號的開(kāi)關(guān)供應商，以及處理數據的GPU或ECU，還有最終用來(lái)停車(chē)的制動(dòng)器。我們可以看出為什么整體互操作性至關(guān)重要。
信道測試
鏈路或信道測試對于確保發(fā)送器和接收器之間的信號完整性至關(guān)重要。鑒于惡劣的汽車(chē)環(huán)境中使用的電纜長(cháng)度，查看阻抗與頻率的關(guān)系對于預測信道在車(chē)內的性能也是不可忽視的一環(huán)。
鏈路部分包括電纜和內聯(lián)連接器，以及兩端的匹配連接器。最終，線(xiàn)束負責傳輸控制和有效負載數據，以及為遠程傳感器提供直流電源。
SerDes鏈路的信道特性包括時(shí)域和頻域分析。這需要查看布線(xiàn)系統、媒體相關(guān)接口（MDI）以及固定裝置和測試設置要求。
圖4：帶有H-MTD和SMA的媒體相關(guān)接口（MDI）連接器示例
實(shí)際的MDI連接器不是標準的，但是有一些嚴格的規范可以輔助確保最小化MDI和電纜之間不必要的相互作用。舉例來(lái)說(shuō)，圖4提供了用于multi-Gig汽車(chē)以太網(wǎng)的H-MTD連接器示例，也可用于新興的SerDes標準。
在信道測試中，我們需要查找錯誤，例如：
?阻抗失配
?信號失真或缺陷
?電纜之間的串擾
接收器測試
接收器負責理解通過(guò)鏈路發(fā)送的數據，然后將其傳遞給ECU或顯示設備進(jìn)行進(jìn)一步處理。接收器的誤碼將導致來(lái)自攝像頭、雷達和激光雷達等安全關(guān)鍵傳感器的數據丟失或損壞。
名副其實(shí)的接收器功能變得越來(lái)越困難，特別是當通過(guò)暴露于多個(gè)同時(shí)噪聲源的長(cháng)信道發(fā)送時(shí)。為描述接收器的能力，必須測量存在多個(gè)噪聲源時(shí)的誤差水平，包括：
?窄帶干擾
?大電流注入
?即時(shí)瞬態(tài)
?外來(lái)電纜束串擾
測量裝置可以包括噪聲源、放大器和耦合電路，這些會(huì )將精確級別的噪聲導進(jìn)有源SerDes鏈路。然后查詢(xún)待測器件(DUT)的信號質(zhì)量寄存器，以驗證接收器是否能夠在存在噪聲的情況下正確解釋信號。接收器測試的重點(diǎn)是對接收器施加壓力，以確保其仍能保持誤碼率。
車(chē)內網(wǎng)絡(luò )測試變得至關(guān)重要
根據MarketsandMarkets的數據，全球汽車(chē)攝像頭以及集成雷達和攝像頭市場(chǎng)規模預計將從2021年的61億美元增長(cháng)到2026年的101億美元。
由于需要更多的攝像頭和其他傳感器來(lái)確保更高的安全性并推動(dòng)自動(dòng)駕駛，車(chē)內網(wǎng)絡(luò )測試成為不可忽視的環(huán)節，只有確?；ゲ僮餍砸约皾M(mǎn)足其關(guān)鍵任務(wù)功能的性能標準才能更好地推動(dòng)自動(dòng)駕駛。
（來(lái)源：中電網(wǎng)）
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