《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高速車載數(shù)據(jù)傳輸物理層接口芯片標(biāo)準(zhǔn)綜述
電子技術(shù)應(yīng)用
譚宇璇，孫靖聰，劉亞歡
裕太微電子股份有限公司
摘要： 作為實(shí)現(xiàn)汽車智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一，高速、高可靠性、低時(shí)延的車載數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)正獲得越來越多的關(guān)注；同時(shí)，對于打破私有協(xié)議壟斷、增強(qiáng)設(shè)備間互聯(lián)互通的需求日益增長，推動(dòng)著車載數(shù)據(jù)傳輸公有標(biāo)準(zhǔn)的制定成為了國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織的研究熱點(diǎn)。首先介紹了車載數(shù)據(jù)傳輸鏈路的特點(diǎn)，接著聚焦于高速車載數(shù)據(jù)傳輸物理層接口芯片標(biāo)準(zhǔn)，對主要標(biāo)準(zhǔn)組織及其標(biāo)準(zhǔn)的制定情況進(jìn)行了綜述，并對各標(biāo)準(zhǔn)的主要性能指標(biāo)與物理層技術(shù)進(jìn)行了分析與對比。
中圖分類號(hào)：TN913 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245685
中文引用格式： 譚宇璇，孫靖聰，劉亞歡. 高速車載數(shù)據(jù)傳輸物理層接口芯片標(biāo)準(zhǔn)綜述[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(12)：13-20.
英文引用格式： Tan Yuxuan，Sun Jingcong，Liu Yahuan. Overview on standards for high-speed automotive data transmission physical layer interface chips[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(12)：13-20.
Overview on standards for high-speed automotive data transmission physical layer interface chips
Tan Yuxuan，Sun Jingcong，Liu Yahuan
Motorcomm Electronic Technology Co.， Ltd.
Abstract： As one of the key technologies to realize the vehicle intelligence, the automotive data transmission technology with high speed, high reliability, and low latency, is getting more and more attention. At the same time, the demand for breaking the monopoly of proprietary protocols and enhancing interconnectivity between devices is growing increasingly, driving the development of public standards on automotive data transmission to be a hot topic for many domestic and international standard organizations. This paper firstly introduces the features of the automotive data transmission link. Then, the progress of the mainstream standards is briefly summarized, with a special focus on the high-speed automotive data transmission physical layer interface chips. We conduct a comprehensive comparison and analysis of the main performance indicators and physical layer technologies for these standards.
Key words : automotive；high-speed data transmission；physical layer technology；communication standard

引言

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（Autonomous Driving System, ADS）、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver-Assistance System, ADAS）、車載信息娛樂系統(tǒng)（In-Vehicle Infotainment, IVI）等智能汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在極大地提升汽車用戶駕駛與乘坐體驗(yàn)感的同時(shí)，也驅(qū)使著車載通信網(wǎng)絡(luò)不斷向復(fù)雜化、集成化的方向演進(jìn)。車載傳感器（如攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)）與顯示器等設(shè)備數(shù)量的急速增長，以及對于高分辨率、高幀率、高比特深度的需求，使得車載通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到每秒幾吉比特甚至十幾吉比特，早期常用的控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network, CAN）與本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Local Interconnect Network, LIN）技術(shù)已無法滿足這樣的高帶寬需求[1]；同時(shí)，眾多的車載電子元件密集分布于有限的空間內(nèi)，使得車內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜多變，給數(shù)據(jù)的可靠傳輸帶來了巨大的挑戰(zhàn)，而ADS、ADAS等系統(tǒng)又對可靠性與實(shí)時(shí)性有著極高的要求。因此，高速、高可靠性、低時(shí)延的車載數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)對于眾多智能化車載應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

但在過去的很長一段時(shí)間里，高速車載數(shù)據(jù)長距離傳輸技術(shù)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而依賴于企業(yè)的私有標(biāo)準(zhǔn)[2]，其中德州儀器的平板顯示鏈路（Flat Panel Display Link, FPD-Link）方案與美信半導(dǎo)體的千兆多媒體串行鏈路（Gigabit Multimedia Serial Link, GMSL）方案占據(jù)著絕對的優(yōu)勢地位。智能汽車電子技術(shù)的發(fā)展使得車載通信網(wǎng)絡(luò)獲得了越來越多的關(guān)注。隨著智能汽車的市場越來越大，對于增強(qiáng)設(shè)備間互聯(lián)互通、擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用范圍、降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造的復(fù)雜度與成本、加速技術(shù)創(chuàng)新等的需求也日益增長，推動(dòng)著國內(nèi)外各標(biāo)準(zhǔn)組織紛紛加入到車載數(shù)據(jù)傳輸公有標(biāo)準(zhǔn)的制定中，包括移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口（Mobile Industry Processor Interface, MIPI）聯(lián)盟、電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE）以及中國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等；同時(shí)，國際上也不乏專門針對車載非對稱數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化而成立的標(biāo)準(zhǔn)組織，其中最有代表性的是寶馬等公司牽頭成立的汽車串行器/解串器（Serializer/Deserializer, SerDes）聯(lián)盟（Automotive SerDes Alliance, ASA）。

本文將對高速車載數(shù)據(jù)傳輸物理層接口芯片的主要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜述，首先介紹車載數(shù)據(jù)傳輸鏈路的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)；然后將對國際上主要標(biāo)準(zhǔn)組織及其對應(yīng)的車載數(shù)據(jù)傳輸物理層接口芯片標(biāo)準(zhǔn)的基本情況進(jìn)行介紹，并對各標(biāo)準(zhǔn)的主要物理層技術(shù)進(jìn)行分析與對比；最后對本文內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。


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作者信息：

譚宇璇，孫靖聰，劉亞歡

（裕太微電子股份有限公司，上海 200000）


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