MIPI A-PHY 자동차 SerDes 사양에는 무엇이 포함되어 있나요?

고속 직렬 연결은 네트워킹 장비, 저장 장치 및 고해상도 비디오/그래픽과 같은 많은 응용 프로그램에서 빠른 데이터 전송에 필수적입니다. 오늘날 자동차의 비용이 전자 제품에 의해 크게 좌우되는 것을 고려할 때, 자동차용 SerDes 사양이 최근까지 없었다는 것이 놀랍습니다. 올해 9월, MIPI Alliance는 자동차 ADAS용 고속 직렬 인터페이스의 표준화를 강제하기 위해 자동차용 SerDes인 MIPI A-PHY v1.0 사양을 발표했습니다.

새로운 표준과 ADAS에는 많은 것이 포함되어 있으며, 새로운 사양은 주변 센서 응용 프로그램을 위한 인터페이스 표준을 정의하지만, 더 높은 수준의 MIPI 사양을 지원하기 위한 것입니다. 자동차 시스템 디자이너라면 새로운 MIPI A-PHY 사양과 다른 MIPI 사양과의 상호 작용이 새로운 자동차에서 어떻게 이루어질지에 대해 알아보기 위해 계속 읽어보세요.

자동차용 SerDes 요약

새로운 사양이 나올 때마다 전자 제품 분야에서 잠재적으로 큰 변화를 나타냅니다. MIPI A-PHY에서 정의된 자동차용 SerDes는 현대 시스템 디자인 트렌드를 다루고 있으며, 이는 자동차 전자 산업의 OEM에게 안전성과 운전자 경험을 향상시키는 다양한 기술을 통합할 수 있는 자신감을 제공하기를 바랍니다.

MIPI A-PHY 사양의 표준

아래 표는 MIPI A-PHY 사양의 일부 요구 사항을 나열합니다.

왜 자동차용 SerDes가 필요한가요?

새로운 A-PHY 사양이 해결하려는 구체적인 문제가 무엇인지 묻는 것은 타당합니다. 일정 기간 동안, 자동차에서의 다른 MIPI 사양(C-PHY 및 D-PHY)과 고속 직렬 링크 간의 인터페이스와 상호 작용은 모두 임시방편이었으며 데이터 변환을 위한 일부 브리지 구성 요소가 필요했습니다. 이제 고해상도 카메라, 디스플레이, 차량 주변 센서, 인포테인먼트 등이 새로운 차량의 표준이 되면서 이러한 수준의 통합을 다루는 인터페이스가 필요하게 되었습니다.

MIPI A-PHY 사양을 개발하는 목표는 두 가지입니다:

• 다른 고속 직렬 프로토콜(CSI-2, DSI-2, DisplayPort 등)을 긴 공유 링크를 통해 전송할 수 있도록 함으로써 시스템 디자인을 단순화합니다;

• 현재 다른 인터페이스 간의 변환을 위해 사용되는 브리지 IC를 궁극적으로 제거합니다.

위에서 볼 수 있듯이, A-PHY 사양은 초저 오류율로 고속 데이터 전송을 제공하려고 합니다. 다른 MIPI 프로토콜을 동일한 물리적 채널에 통합하는 것도 시스템 단순화에 매우 유용합니다. 이는 아래에서 논의될 것처럼 이러한 시스템에서 브리지 IC를 제거할 수 있는 곳입니다.

브리지 IC의 필요성을 없애고 장거리 직렬 링크를 통한 전송을 가능하게 함으로써 전체 BOM 비용을 줄이고 설계자들이 더 복잡한 프로토콜(예: 자동차 이더넷)을 사용하지 않아도 되게 합니다. 전반적으로, 단일 물리 계층에서 다양한 장치와 프로토콜 간의 통합은 시스템 엔지니어가 ISO 26262의 안전 요구 사항과 자동차 안전 무결성 수준(ASIL) 요구 사항을 충족하는 데 도움이 될 것입니다.

이 새로운 표준이 새로운 차량의 설계 환경을 단순화하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 알아보려면 현대적인 사용 사례를 살펴보는 것이 도움이 됩니다.

카메라 및 디스플레이 사용 사례

아래 이미지는 가까운 미래에 A-PHY 사용의 이상적인 사용을 보여줍니다. 이 사용 사례는 카메라(CSI-2 입력)에서 데이터가 A-PHY 채널을 통해 전송되고 Rx 수신기가 데이터를 디스플레이(DSI-2 출력)로 출력하는 방법을 보여줍니다. PCB에서 데이터는 수신기 간에 직접 전송되며, 수신기에서 나온 출력은 브리지 IC를 거치지 않고 바로 물리 계층으로 들어갑니다.

MIPI A-PHY 상호 연결 예시. [수정됨: 출처]

이는 현재 상황과 대비됩니다. 현재는 수신기 간의 프로토콜이 독점적이거나 모두가 단순히 다른 설계와 프로토콜을 사용하고 있습니다. 또한, 채널의 양 끝에서의 전송/수신은 브리지 IC에 의해 중재됩니다.

이러한 브리지 IC의 한 예는 Renesas ISL76321ARZ입니다. 이 IC는 다른 SerDes 채널용 직렬화 IC처럼 SerDes 채널에 데이터를 주입하는 역할을 할 것입니다. MCU나 다른 프로세서가 데이터를 직접 목적지로 전송하는 대신입니다. 이러한 유형의 구성 요소에는 다른 유용한 통합 기능이 있지만, 표준화는 직렬 데이터 전송을 제공하기 위한 인터페이스 칩의 필요성을 없앨 수 있습니다. 아래에는 꼬인 쌍 케이블을 통한 직렬 전송을 보여주는 예제 응용 회로가 나와 있습니다.

Renesas ISL76321ARZ의 전형적인 응용 회로. [출처: ISL76321ARZ 데이터시트]

다가오는 새로운 차량과 미래의 자율 주행 차량에서 MIPI A-PHY 프로토콜은 센서 퓨전을 가능하게 하여 더 적은 중재 구성 요소를 가진 단일 물리 채널로 상위 계층 프로토콜을 통합합니다. 다양한 센서에서 고속 데이터 피드를 필요로 하는 자율 주행 차량에 있어 센서 데이터를 고속 채널로 통합하는 것은 매우 중요합니다. 자율 주행 차량의 새로운 설계는 이 모든 데이터를 처리하고 매우 낮은 지연 시간으로 차량을 제어할 필요가 있습니다. MIPI A-PHY 표준은 이러한 측면을 가능하게 하여 더 안전하고 만족스러운 운전 경험을 창출합니다.

자동차 SerDes 설계에 필요한 기타 구성 요소

MIPI A-PHY 사양이 새로운 만큼, 표준을 충족하는 트랜시버는 아직 사용할 수 없습니다. 그러나 MIPI A-PHY 사양의 표준을 충족할 수 있는 새로운 제품을 보장하기 위해 필요한 몇 가지 다른 구성 요소가 있습니다.

MIPI A-PHY 호환 트랜시버 구성 요소 외에도, 새로운 차량이 이동하는 IoT 장치가 되면서 설계자들은 여러 도전에 직면하게 됩니다. 구성 요소 요구 사항에는 다음이 포함됩니다:

• MCU, FPGA 및 기타 프로세서

• RF 전력 증폭기

• 수동 구성 요소

• 이미지 취득 구성 요소

자동차 SerDes용 새로운 구성 요소가 대량으로 사용 가능해지면, Octopart에서 고급 검색 및 필터링 기능을 사용하여 필요한 부품을 찾을 수 있는 도구를 갖게 됩니다. Octopart의 전자 부품 검색 엔진을 사용하면 현재의 유통업체 가격 데이터, 부품 재고 및 부품 사양에 액세스할 수 있으며, 모두 사용자 친화적인 인터페이스에서 무료로 이용 가능합니다. 저희의 집적 회로 페이지를 확인해 보세요 필요한 구성 요소를 찾아보세요.

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