¿Qué contiene la especificación MIPI A-PHY para SerDes automotriz?

Las conexiones seriales de alta velocidad son fundamentales para la transferencia rápida de datos en muchas aplicaciones, como equipos de red, almacenamiento y video/gráficos de alta resolución. Con el costo de los automóviles de hoy en día siendo tan influenciado por la electrónica, es sorprendente que una especificación automotriz SerDes no estuviera disponible hasta hace poco. En septiembre de este año, la Alianza MIPI lanzó la especificación MIPI A-PHY v1.0 para SerDes automotriz con el fin de imponer la estandarización en interfaces seriales de alta velocidad para ADAS automotrices.

Hay mucho que se incluye en cualquier nuevo estándar, así como en ADAS; la nueva especificación define estándares de interfaz para aplicaciones de sensores de entorno, sin embargo, está destinada a proporcionar soporte para especificaciones MIPI de nivel superior. Si eres un diseñador de sistemas automotrices, sigue leyendo para aprender más sobre las nuevas especificaciones MIPI A-PHY y cómo interactuará con otras especificaciones MIPI en los nuevos automóviles.

Resumen de SerDes Automotriz

Cada vez que sale una nueva especificación, representa un cambio potencialmente importante en el panorama electrónico. SerDes automotriz, como se define en MIPI A-PHY, está abordando las tendencias actuales de diseño de sistemas y, con suerte, dará a los OEMs en la industria electrónica automotriz la confianza necesaria para integrar muchas tecnologías que mejoran la seguridad y la experiencia del conductor.

Estándares en la Especificación MIPI A-PHY

La tabla a continuación enumera algunos de los requisitos en la especificación MIPI A-PHY.

¿Por Qué Necesitamos SerDes Automotriz?

Es justo preguntar, ¿cuál es el problema particular que se resuelve con la nueva especificación A-PHY? Durante algún tiempo, las interfaces e interacciones entre otras especificaciones MIPI (C-PHY y D-PHY) y enlaces seriales de alta velocidad en automóviles eran todas ad hoc y requerían algunos componentes de puente para la traducción de datos. Ahora, con cámaras de alta resolución, pantallas, sensores alrededor del vehículo, infotenimiento y más siendo estándar en vehículos nuevos, se hizo necesaria una interfaz que abordara este nivel de integración.

El objetivo al desarrollar la especificación MIPI A-PHY es doble:

• Simplificar el diseño del sistema permitiendo que otros protocolos seriales de alta velocidad (CSI-2, DSI-2, DisplayPort, etc.) se transmitan a través de enlaces compartidos largos;

• Eliminar en última instancia los ICs de puente que actualmente se utilizan para traducir entre diferentes interfaces.

Como se puede ver arriba, la especificación A-PHY está destinada a proporcionar transmisión de datos de alta velocidad con una tasa de error ultra baja. Consolidar otros protocolos MIPI en el mismo canal físico también es bastante útil para la simplificación del sistema. Aquí es donde se pueden eliminar los ICs de puente en estos sistemas, como se discutirá a continuación.

Al eliminar la necesidad de circuitos integrados puente y permitir la transmisión a través de enlaces seriales de largo alcance, se puede reducir el costo total del BOM y los diseñadores no tendrán que usar protocolos más complejos (por ejemplo, Ethernet automotriz) para la transmisión serial. En total, la integración entre diferentes dispositivos y protocolos en una única capa física ayudará a los ingenieros de sistemas a cumplir con los requisitos de seguridad en ISO 26262 y los requisitos del Nivel de Integridad de Seguridad Automotriz (ASIL).

Para ver cómo este nuevo estándar puede ayudar a simplificar el entorno de diseño en los nuevos vehículos, ayuda observar un caso de uso contemporáneo.

Caso de Uso de Cámara y Pantalla

La imagen a continuación muestra el uso idealizado de A-PHY para el futuro cercano. Este caso de uso muestra cómo los datos de una cámara (entrada CSI-2) pueden transferirse a través de un canal A-PHY, y el transceptor Rx emite los datos a una pantalla (salida DSI-2). En el PCB, los datos se transfieren directamente entre los transceptores; la salida del transceptor va directamente a la capa física, en lugar de pasar por un circuito integrado puente.

Ejemplo de interconexión MIPI A-PHY. [Modificado de: Fuente]

Esto contrasta con el estado actual de las cosas, donde el protocolo entre los transceptores es propietario, o simplemente todos están usando un diseño y protocolo diferentes. Además, la transmisión/recepción en cada extremo del canal está mediada por los circuitos integrados puente.

Un ejemplo de tal circuito integrado puente es el Renesas ISL76321ARZ. Este IC sería responsable de inyectar datos en un canal SerDes, al igual que cualquier otro IC serializador para canales SerDes, en lugar de tener un MCU u otro procesador transmitiendo datos directamente al destino. Estos tipos de componentes tienen otras características integradas útiles, pero la estandarización puede eliminar la necesidad de tal chip de interfaz solo para proporcionar transmisión de datos seriales. A continuación, se muestra un circuito de aplicación típico que muestra la transmisión serial a través de un cable de par trenzado.

Circuito de aplicación típico para el Renesas ISL76321ARZ. [Fuente: Hoja de datos ISL76321ARZ]

En los próximos vehículos nuevos y en los futuros vehículos autónomos, el protocolo MIPI A-PHY permitirá la fusión de sensores consolidando protocolos de capas superiores en un único canal físico con menos componentes mediadores. Esta necesidad de fusionar datos de sensores a través de canales de alta velocidad es crítica para los vehículos autónomos, que necesitan alimentaciones de datos de alta velocidad de una gama de diferentes sensores. Los diseños más recientes para vehículos autónomos también necesitarán procesar todos estos datos y controlar un vehículo con muy baja latencia. El estándar MIPI A-PHY habilita estos aspectos para crear una experiencia de conducción más segura y satisfactoria.

Otros Componentes Necesarios para el Diseño de SerDes Automotriz

Con la especificación MIPI A-PHY siendo completamente nueva, los transceptores que cumplen con el estándar aún no están disponibles. Sin embargo, hay algunos otros componentes que son necesarios para asegurar que los nuevos productos puedan cumplir con los estándares en la especificación MIPI A-PHY.

Además de los componentes transceptores compatibles con MIPI A-PHY, los diseñadores tendrán múltiples desafíos que enfrentar a medida que los nuevos vehículos se conviertan en dispositivos IoT móviles. Algunos requisitos de componentes incluyen:

• MCUs, FPGAs y otros procesadores

• Amplificadores de potencia RF

• Componentes pasivos

• Componentes de adquisición de imágenes

Una vez que los nuevos componentes para SerDes automotriz estén disponibles en volumen, tendrás las herramientas necesarias para encontrar las partes correctas cuando uses el conjunto completo de funciones avanzadas de búsqueda y filtrado en Octopart. Cuando uses el motor de búsqueda de electrónica de Octopart, tendrás acceso a datos actuales de precios de distribuidores, inventario de partes y especificaciones de partes, y todo es libremente accesible en una interfaz fácil de usar. Echa un vistazo a nuestra página de circuitos integrados para encontrar los componentes que necesitas.

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