正如本周早些時候宣布的那樣,下一個版本的MIPI A-PHY SM SerDes 接口的開發現已完成,它將最大可用下行鏈路數據速率從 16 Gb/s (Gbps) 翻倍至 32 Gbps,以支持汽車不斷發展的需求顯示器和傳感器(相機、激光雷達和雷達)。增強版 v1.1 還將使上行鏈路控制流量的可用數據速率增加一倍,并引入通過低成本傳統電纜實施 A-PHY 的低速齒輪(lower speed gears )的選項,為制造商實施 A-PHY 提供額外的靈活性。
v1.1 將于 2021 年底發布,將與 A-PHY v1.0 完全互操作,使用這兩個版本的設備將能夠在同一網絡中共存。
關于 A-PHY
高級駕駛輔助系統 (ADAS)、數字駕駛艙、車載信息娛樂系統 (IVI) 和自動駕駛系統 (ADS) 催生了對更多具有更高性能和帶寬要求的車載傳感器和顯示器的需求。為了滿足這些日益復雜的需求,MIPI 聯盟開發了 A-PHY,這是第一個行業標準、長距離、非對稱串行器-解串器 (SerDes) 接口,用于在汽車圖像傳感器和顯示器及其相關電子控制單元之間提供高性能鏈接(ECU) 位于車輛的任何位置。
A-PHY 在所有類型的汽車網絡拓撲(例如,點對點或菊花鏈)中提供非對稱數據鏈路,在單根電纜上提供高速單向數據、低速雙向控制數據和可選電源。它的覆蓋范圍可達 15 米,提供前所未有的可靠性,具有 10 -19的超低數據包錯誤率、惡劣汽車環境中的高抗噪性、超低延遲和內置功能安全特性。
在 A-PHY 出現之前,汽車行業不得不依賴專有的 SerDes 解決方案,這使得集成和遵守質量和監管標準變得更加昂貴、復雜和耗時——限制了汽車制造商對技術和供應商的選擇。
A-PHY 無需使用專有解決方案,從而降低了成本和上市時間。它讓汽車制造商和供應商可以將不可回收的工程成本攤銷到更多產品上,并培育一個廣泛的生態系統,開發具有改進規模經濟的可互操作組件。
增加對低成本傳統電纜類型的支持
A-PHY v1.1 的一個關鍵優勢是它將為 A-PHY 下行鏈路齒輪 G1 和 G2(downlink gears G1 and G2) 引入 PAM4 編碼選項,如上表所示。PAM4 的較低調制帶寬支持低帶寬、低于1 GHz 的操作,這將使制造商可以選擇將現有的傳統電纜用于其當前平臺,或者在新平臺的情況下使用更低成本的電纜。
最大上行數據速率翻倍
A-PHY v1.1還將增加一個更快的上行設備U2,數據速率高達200 Mbps,是現有100 Mbps上行設備速率的兩倍,為汽車外設的指揮和控制提供更多帶寬。這種更高的速度將使用 PAM4 編碼實現,該編碼支持兩倍于 U1 設備的數據速率,具有相同的調制帶寬。
增加實施靈活性
雖然 A-PHY v1.0 提供使用同軸或屏蔽雙絞線 (STP) 電纜的非對稱電纜配置,但 v1.1 將增加對 Star Quad (STQ) 屏蔽雙差分對電纜的支持,這些電纜已在汽車應用中使用。 STQ 電纜有四根導體,在單個屏蔽護套內提供雙差分對。它們在一根電纜上啟用兩個 A-PHY 端口,與使用兩根單獨的同軸電纜或 STP 電纜相比,可以節省成本、重量和復雜性。通過重用規范的現有組件,A-PHY 的模塊化特性使這成為可能,而無需進行重大更改。
使用 STQ 電纜將啟用新的 A-PHY 電纜配置,其示例如下圖所示。
第一個示例顯示了高度不對稱的雙下行鏈路配置,該配置利用兩對導體作為下行鏈路,提供高達 32 Gbps (2x16 Gbps) 的總下行鏈路帶寬。一對還可以容納高達 200 Mbps 的上行鏈路信道。更高容量的下行鏈路可用于連接更大、更高分辨率的攝像頭和顯示器(以及任何相關的控制接口),并且允許制造商從單個 ECU 以菊花鏈形式連接更多組件,從而減少電纜數量。
第二個示例顯示了一種非對稱配置,它使用一對導體作為具有高達 16 Gbps 帶寬的傳統 A-PHY 下行鏈路。另一對導體提供反向下行鏈路,使用 A-PHY 下行鏈路齒輪 G1 或 G2,帶寬高達 4 Gbps。雙向高速傳輸數據的能力將允許使用一根電纜而不是兩根電纜——例如,攝像頭和顯示器位于同一輛車內——也降低了成本、重量和復雜性。
最后,對 STQ 電纜的支持將使實現對稱電纜配置成為可能,該配置使用一對導體用于全速下行鏈路(高達 16 Gbps),另一對用于相等的反向下行鏈路(高達 16 Gbps)帶寬。
更遠大的展望
雖然 A-PHY 是標準化圖像傳感器和顯示器連接的第一步,但它實際上構成了 MIPI 汽車 SerDes 解決方案 (MASS) 的基礎,這是一個端到端框架,用于連接具有內置功能安全性的相機、傳感器和顯示器、安全和數據保護。該框架整合了已廣泛用于汽車的接口,例如MIPI 攝像頭串行接口 2 (MIPI CSI-2?)、MIPI 顯示串行接口2 (MIPI DSI-2 SM ) 和VESA 嵌入式 DisplayPort/DisplayPort (VESA eDP/DP)。
隨著 v1.1 的發布,MIPI 將很快開始向 MIPI 成員尋求針對下一版本 A-PHY 的意見和要求。