Cosa c'è nella specifica MIPI A-PHY per SerDes Automotive?

Le connessioni seriali ad alta velocità sono fondamentali per il trasferimento rapido di dati in molte applicazioni, come l'attrezzatura di rete, lo storage e il video/la grafica ad alta risoluzione. Considerando che il costo delle auto odierne è così fortemente influenzato dall'elettronica, è sorprendente che una specifica SerDes automobilistica non fosse disponibile fino a poco tempo fa. A settembre di quest'anno, la MIPI Alliance ha rilasciato la specifica MIPI A-PHY v1.0 per il SerDes automobilistico al fine di imporre la standardizzazione sulle interfacce seriali ad alta velocità per l'ADAS automobilistico.

C'è molto che entra in ogni nuovo standard, così come nell'ADAS; la nuova specifica definisce gli standard dell'interfaccia per le applicazioni di sensori circostanti, ma è intesa a fornire supporto per specifiche MIPI di livello superiore. Se sei un progettista di sistemi automobilistici, continua a leggere per saperne di più sulle nuove specifiche MIPI A-PHY e su come interagirà con altre specifiche MIPI nelle nuove automobili.

Riassunto del SerDes Automobilistico

Ogni volta che esce una nuova specifica, rappresenta un potenziale grande cambiamento nel panorama dell'elettronica. Il SerDes automobilistico, come definito in MIPI A-PHY, sta affrontando le tendenze contemporanee del design dei sistemi e, si spera, darà agli OEM nell'industria dell'elettronica automobilistica la fiducia necessaria per integrare molte tecnologie che migliorano la sicurezza e l'esperienza di guida.

Standard nella Specifica MIPI A-PHY

La tabella sottostante elenca alcuni dei requisiti nella specifica MIPI A-PHY.

Perché Abbiamo Bisogno del SerDes Automobilistico?

È lecito chiedersi, quale problema particolare viene risolto dalla nuova specifica A-PHY? Per un certo tempo, le interfacce e le interazioni tra altre specifiche MIPI (C-PHY e D-PHY) e i collegamenti seriali ad alta velocità nelle automobili erano tutti ad hoc e richiedevano alcuni componenti ponte per la traduzione dei dati. Ora, con telecamere ad alta risoluzione, display, sensori intorno al veicolo, infotainment e altro ancora che diventano standard nei nuovi veicoli, è diventata necessaria un'interfaccia che affronti questo livello di integrazione.

L'obiettivo nello sviluppare la specifica MIPI A-PHY è duplice:

• Semplificare la progettazione del sistema consentendo ad altri protocolli seriali ad alta velocità (CSI-2, DSI-2, DisplayPort, ecc.) di essere trasmessi su collegamenti condivisi lunghi;

• Eliminare definitivamente gli IC ponte che attualmente vengono utilizzati per tradurre tra diverse interfacce.

Come si può vedere sopra, la specifica A-PHY è destinata a fornire trasmissioni di dati ad alta velocità con un tasso di errore ultra-basso. Consolidare altri protocolli MIPI sullo stesso canale fisico è anche molto utile per la semplificazione del sistema. Qui si discuterà di come possono essere eliminati gli IC ponte in questi sistemi.

Eliminando la necessità di IC ponte e consentendo la trasmissione su collegamenti seriali a lunga portata, il costo complessivo del BOM può essere ridotto e i progettisti non dovranno utilizzare protocolli più complessi (ad es., Ethernet automotive) per la trasmissione seriale. In totale, l'integrazione tra diversi dispositivi e protocolli su un unico strato fisico aiuterà gli ingegneri di sistema a soddisfare i requisiti di sicurezza in ISO 26262 e i requisiti del Livello di Integrità della Sicurezza Automobilistica (ASIL).

Per vedere come questo nuovo standard può aiutare a semplificare l'ambiente di progettazione nei nuovi veicoli, è utile esaminare un caso d'uso contemporaneo.

Caso d'uso di Camera e Display

L'immagine qui sotto mostra l'uso idealizzato di A-PHY per il prossimo futuro. Questo caso d'uso mostra come i dati da una telecamera (ingresso CSI-2) possono essere trasferiti su un canale A-PHY, e il trasmettitore Rx invia i dati a un display (uscita DSI-2). Sulla PCB, i dati vengono trasferiti direttamente tra i trasmettitori; l'uscita dal trasmettitore va direttamente nello strato fisico, piuttosto che passare attraverso un IC ponte.

Esempio di interconnessione MIPI A-PHY. [Modificato da: Fonte]

Al contrario, nella situazione attuale, il protocollo tra i trasmettitori è proprietario, o tutti stanno semplicemente utilizzando un design e un protocollo differenti. Inoltre, la trasmissione/la ricezione ad ogni estremità del canale è mediata dagli IC ponte.

Un esempio di tale IC ponte è il Renesas ISL76321ARZ. Questo IC sarebbe responsabile dell'iniezione dei dati in un canale SerDes, proprio come qualsiasi altro IC serializzatore per canali SerDes, piuttosto che avere un MCU o altro processore che trasmette i dati direttamente alla destinazione. Questi tipi di componenti hanno altre utili funzionalità integrate, ma la standardizzazione può eliminare la necessità di un tale chip di interfaccia solo per fornire la trasmissione di dati seriali. Di seguito è mostrato un esempio di circuito applicativo che mostra la trasmissione seriale su cavo a coppia intrecciata.

Circuito applicativo tipico per il Renesas ISL76321ARZ. [Fonte: Scheda tecnica ISL76321ARZ]

Nelle prossime nuove vetture e nei futuri veicoli autonomi, il protocollo MIPI A-PHY consentirà la fusione dei sensori consolidando protocolli di livello superiore in un unico canale fisico con meno componenti di mediazione. Questa necessità di fondere i dati dei sensori su canali ad alta velocità è critica per i veicoli autonomi, che necessitano di flussi di dati ad alta velocità da una gamma di sensori diversi. I nuovi progetti per veicoli autonomi dovranno anche elaborare tutti questi dati e controllare un veicolo con latenze molto basse. Lo standard MIPI A-PHY abilita questi aspetti per creare un'esperienza di guida più sicura e soddisfacente.

Altri Componenti Necessari per il Design SerDes Automobilistico

Con la specifica MIPI A-PHY completamente nuova, i trasmettitori che soddisfano lo standard non sono ancora disponibili. Tuttavia, ci sono alcuni altri componenti che sono necessari per garantire che i nuovi prodotti possano soddisfare gli standard nella specifica MIPI A-PHY.

In aggiunta ai componenti trasmettitori compatibili con MIPI A-PHY, i progettisti dovranno affrontare molteplici sfide man mano che i nuovi veicoli diventano dispositivi IoT mobili. Alcuni requisiti dei componenti includono:

• MCU, FPGA e altri processori

• Amplificatori di potenza RF

• Componenti passivi

• Componenti per l'acquisizione delle immagini

Una volta che i nuovi componenti per SerDes automobilistico saranno disponibili in volume, avrai gli strumenti necessari per trovare i pezzi giusti quando utilizzi il set completo di funzionalità avanzate di ricerca e filtraggio in Octopart. Quando utilizzi il motore di ricerca elettronica di Octopart, avrai accesso ai dati attuali sui prezzi dei distributori, all'inventario dei pezzi e alle specifiche dei pezzi, ed è tutto liberamente accessibile in un'interfaccia user-friendly. Dai un'occhiata alla nostra pagina sui circuiti integrati per trovare i componenti di cui hai bisogno.

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