Qu'y a-t-il dans la spécification MIPI A-PHY pour l'automobile SerDes ?

Les connexions série à haute vitesse sont fondamentales pour le transfert rapide de données dans de nombreuses applications, telles que l'équipement de réseau, le stockage et la vidéo/graphique haute résolution. Avec le coût des voitures d'aujourd'hui étant si fortement influencé par l'électronique, il est surprenant qu'une spécification SerDes automobile n'était disponible que très récemment. En septembre de cette année, l'Alliance MIPI a publié la spécification MIPI A-PHY v1.0 pour le SerDes automobile afin d'imposer une standardisation sur les interfaces série à haute vitesse pour l'ADAS automobile.

Il y a beaucoup de choses qui entrent dans toute nouvelle norme, ainsi que dans l'ADAS ; la nouvelle spécification définit des normes d'interface pour les applications de capteurs environnants, mais elle vise à fournir un support pour des spécifications MIPI de niveau supérieur. Si vous êtes un concepteur de systèmes automobiles, continuez à lire pour en savoir plus sur les nouvelles spécifications MIPI A-PHY et comment elle interagira avec d'autres spécifications MIPI dans les nouveaux automobiles.

Résumé du SerDes Automobile

Chaque fois qu'une nouvelle spécification est publiée, elle représente un changement potentiellement majeur dans le paysage électronique. Le SerDes automobile tel que défini dans MIPI A-PHY aborde les tendances actuelles de conception de systèmes, et il donnera espérons-le aux OEMs dans l'industrie électronique automobile la confiance nécessaire pour intégrer de nombreuses technologies qui améliorent la sécurité et l'expérience du conducteur.

Normes dans la Spécification MIPI A-PHY

Le tableau ci-dessous répertorie certaines des exigences de la spécification MIPI A-PHY.

Pourquoi Avons-Nous Besoin du SerDes Automobile?

Il est juste de demander, quel est le problème particulier résolu par la nouvelle spécification A-PHY ? Pendant un certain temps, les interfaces et les interactions entre les autres spécifications MIPI (C-PHY et D-PHY) et les liaisons série à haute vitesse dans les automobiles étaient toutes ad hoc et nécessitaient certains composants de pont pour la traduction des données. Maintenant, avec des caméras haute résolution, des affichages, des capteurs autour du véhicule, des systèmes d'infodivertissement, et plus encore étant standard dans les nouveaux véhicules, une interface abordant ce niveau d'intégration est devenue nécessaire.

L'objectif du développement de la spécification MIPI A-PHY est double :

• Simplifier la conception du système en permettant à d'autres protocoles série à haute vitesse (CSI-2, DSI-2, DisplayPort, etc.) d'être transmis sur de longs liens partagés ;

• Éliminer finalement les CI de pont qui sont actuellement utilisés pour traduire entre différentes interfaces.

Comme on peut le voir ci-dessus, la spécification A-PHY vise à fournir une transmission de données à haute vitesse avec un taux d'erreur ultra-faible. La consolidation d'autres protocoles MIPI sur le même canal physique est également très utile pour la simplification du système. C'est là que les CI de pont dans ces systèmes peuvent être éliminés, comme cela sera discuté ci-dessous.

En éliminant le besoin de circuits intégrés de pontage et en permettant la transmission sur des liaisons série à longue portée, le coût global du BOM peut être réduit et les concepteurs n'auront pas à utiliser des protocoles plus complexes (par exemple, l'Ethernet automobile) pour la transmission série. Au total, l'intégration entre différents dispositifs et protocoles sur une seule couche physique aidera les ingénieurs systèmes à répondre aux exigences de sécurité de l'ISO 26262 et aux exigences du niveau d'intégrité de sécurité automobile (ASIL).

Pour voir comment cette nouvelle norme peut aider à simplifier l'environnement de conception dans les nouveaux véhicules, il est utile de regarder un cas d'utilisation contemporain.

Cas d'utilisation de caméra et d'affichage

L'image ci-dessous montre l'utilisation idéalisée de l'A-PHY pour un avenir proche. Ce cas d'utilisation montre comment les données d'une caméra (entrée CSI-2) peuvent être transférées sur un canal A-PHY, et le récepteur Rx sort les données vers un affichage (sortie DSI-2). Sur le PCB, les données sont transférées directement entre les émetteurs-récepteurs ; la sortie de l'émetteur-récepteur va directement dans la couche physique, plutôt que de passer par un circuit intégré de pontage.

Exemple d'interconnexion MIPI A-PHY. [Modifié de : Source]

Contrastez cela avec l'état actuel des choses, où le protocole entre les émetteurs-récepteurs est propriétaire, ou tout le monde utilise simplement un design et un protocole différents. De plus, la transmission/réception à chaque extrémité du canal est médiée par les circuits intégrés de pontage.

Un exemple de tel circuit intégré de pontage est le Renesas ISL76321ARZ. Ce CI serait responsable de l'injection de données dans un canal SerDes, tout comme tout autre CI de sérialisation pour les canaux SerDes, plutôt que de faire transmettre les données directement à la destination par un MCU ou un autre processeur. Ces types de composants ont d'autres fonctionnalités intégrées utiles, mais la standardisation peut éliminer le besoin d'un tel circuit intégré d'interface juste pour fournir une transmission de données série. Un exemple de circuit d'application montrant la transmission série sur câble torsadé est présenté ci-dessous.

Circuit d'application typique pour le Renesas ISL76321ARZ. [Source : fiche technique ISL76321ARZ]

Dans les nouveaux véhicules à venir et dans les futurs véhicules autonomes, le protocole MIPI A-PHY permettra la fusion de capteurs en consolidant les protocoles de couche supérieure en un seul canal physique avec moins de composants intermédiaires. Ce besoin de fusionner les données des capteurs sur des canaux à haute vitesse est crucial pour les véhicules autonomes, qui nécessitent des flux de données à haute vitesse provenant d'une gamme de capteurs différents. Les nouvelles conceptions pour les véhicules autonomes devront également traiter toutes ces données et contrôler un véhicule avec une très faible latence. La norme MIPI A-PHY permet ces aspects pour créer une expérience de conduite plus sûre et plus satisfaisante.

Autres composants nécessaires pour la conception SerDes automobile

La spécification MIPI A-PHY étant toute nouvelle, les émetteurs-récepteurs qui répondent à la norme ne sont pas encore disponibles. Cependant, il existe d'autres composants qui sont nécessaires pour garantir que les nouveaux produits peuvent répondre aux normes de la spécification MIPI A-PHY.

En plus des composants d'émetteur-récepteur compatibles avec MIPI A-PHY, les concepteurs auront de multiples défis à relever alors que les nouveaux véhicules deviennent des dispositifs IoT mobiles. Certains besoins en composants incluent :

• MCU, FPGA et autres processeurs

• Amplificateurs de puissance RF

• Composants passifs

• Composants d'acquisition d'image

Une fois que les nouveaux composants pour SerDes automobile seront disponibles en volume, vous aurez les outils nécessaires pour trouver les bonnes pièces lorsque vous utiliserez l'ensemble complet de fonctionnalités de recherche avancée et de filtrage sur Octopart. Lorsque vous utilisez le moteur de recherche électronique d'Octopart, vous aurez accès aux données actuelles sur les prix des distributeurs, aux inventaires de pièces et aux spécifications des pièces, et tout est librement accessible dans une interface conviviale. Jetez un œil à notre page de circuits intégrés pour trouver les composants dont vous avez besoin.

Restez à jour avec nos derniers articles en vous inscrivant à notre newsletter.