下一代FPD-Link III設備為高級駕駛輔助系統增添速度與靈活性

隨著高級駕駛輔助系統（ADAS）應用（例如前置攝像頭和攝像頭監控系統，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，視頻數據傳輸速度的需求也在增加。這些ADAS架構的轉變正在推動下一代Flat Panel Display（FPD）-Link? III設備的發展。FPD-Link III序列化器/反序列化器（SerDes）設備正在從現有的并行接口產品系列（如德州儀器的DS90UB933-Q1和DS90UB934-Q1）轉向符合移動產業處理器接口（MIPI）標準的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，使得攝像頭設計更加精簡。從成像器和配套序列化器設備的數字視頻端口（DVP）格式轉向MIPI攝像頭串行接口（CSI-2）視頻接口是第一個重大改進。

該接口能夠在每個CSI-2差分通道上實現高達832Mbps的數據傳輸速率。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像素時鐘頻率限制了并行接口格式；由于這種并行格式具有預設的數據位，因此通常限制在10位或12位分辨率。CSI-2格式使用四個差分通道用于數據傳輸，一個差分通道用于時鐘信號，這需要在成像器和序列化器之間布線五條長度和阻抗匹配的差分對走線，但僅需使用10個引腳。對于并行接口，除了每個視頻數據位所需的10個或12個引腳外，該格式還需要垂直同步（VSYNC）、水平同步（HSYNC）和像素時鐘（PCLK）。因此，一個1MP分辨率、60fps的成像器需要12個數據位和三個視頻同步信號，總共需要15個引腳。正如我提到的，CSI-2大幅簡化了攝像頭模塊的設計。此外，由于該接口的靈活性，還可以使用雷達模塊，因為該接口格式與這些設備兼容。成像器和序列化器之間的接口格式和速度只是新DS90UB95x的一個方面。

這些設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，以實現從主機處理器進行遠程模塊初始化。雖然這一功能是FPD-Link III設備的標準配置，但DS90UB95x系列將后向通道的使用速度從DS90UB93x設備的2.5Mbps提高到了100Mbps。后向通道速度的提升還使得成像器設置時間更快，這在車輛開始具備自動駕駛功能時變得尤為重要。如果車輛不能在啟動后盡快接管駕駛，可能會出現駕駛員認為車輛正在采取行動而實際上并未采取行動的時間差。

DS90UB95x設備的另一個重要特性是支持同步時鐘功能。例如，DS90UB953-Q1、DS90UB935-Q1、DS90UB951-Q1和DS90UB953A-Q1序列化器現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參考時鐘。這一功能的好處在于，它可以簡化系統設計，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板載參考時鐘振蕩器，以提供序列化器所需的輸入頻率，從而使序列化器能夠為成像器提供特定的時鐘頻率（PCLK）。雖然這種方法是可行的，但它也存在一個缺點。如果車輛周圍的其他應用需要使用成像器，或者在某些情況下使用10位而不是12位，那么實現特定的PCLK頻率就需要一個不同的振蕩器。

例如，假設一個1MP成像器在12位模式下需要60fps，那么就需要一個66.66MHz的振蕩器，因為PCLK是從REFCLK派生的，其頻率是REFCLK的1.5倍。然而，在10位模式下，你無法使用同一個振蕩器，因為在該模式下，PCLK是REFCLK的兩倍，這將超過DS90UB933-Q1的100MHz PCLK限制。

同步時鐘功能使得DS90UB953-Q1能夠根據從DS90UB954-Q1通過后向通道提供的REFCLK，向成像器提供一個可調節寄存器的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更加靈活。

圖1：同步時鐘設置

為了調整CLK_OUT，DS90UB953-Q1在寄存器0x06和0x07中分別設置了CLKOUT CTRL 0和CLKOUT CTRL 1。這兩個寄存器包含可用于M、HS_CLK_DIV和N的值。FC是FPD-Link III通道的前向通道數據速率。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，那么設置HS_CLK_DIV=2、M=3和N=0xFA將確保FC速率為4Gbps。在計算時，注意將N=0xFA轉換為十進制格式，以確保CLK_OUT的正確時鐘頻率；見公式1。

ΩΩΩ′Ω正如我們所知，在ADAS（高級駕駛輔助系統）領域，可擴展性將是至關重要的。隨著成像器技術的不斷進步，我們的接口和通信技術也必須跟上步伐。新的高速DS90UB953-Q1和DS90UB954-Q1結合了簡潔性和先進技術，能夠支持多種駕駛輔助應用，同時為實現更高級別的自動駕駛車輛鋪平了道路。