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全新IC和拓扑结构 打破轿车数据网络瓶颈

全新IC和拓扑结构 突破汽车数据网络瓶颈-今天的汽车设计人员面临着蕴含机遇的重大挑战:客户需要更多连接和图形,而且显然也愿意支付这笔费用。驾驶员和乘客自然是需要基本的操作信息,但他们也需要实时地图、

  今日的轿车规划人员面对着包括机会的严峻应战:客户需求更多衔接和图形,而且显着也乐意付出这笔费用。驾驶员和乘客自然是需求根本的操作信息,但他们也需求实时地图、文娱和信息。假如他们现已习气而且事实上现已喜爱在家庭和办公室环境中运用多个屏幕,那么在移动的轿车环境中怎么会不想要这些呢?

  实际状况是,关于今日的年轻一代购车者,这种衔接和显示器现已从“可有可无”变成了“必需品”。不管您称之为信息文娱体系、智能驱动器接口、联网轿车、轿车云衔接,仍是冠以其他任何叫法,这种趋势都不会改动: 它正在成为除低端轿车外一切轿车的规范配件。

  但咱们还面对一个技能问题。固定的家庭/办公室环境中可办理的问题,在轿车环境中的状况却天壤之别。支撑多个屏幕不仅是核算才能的问题。它还触及杂乱布线、衔接器、散热和信号完好性问题,一切这些问题错综杂乱,严峻约束轿车国际。

  理论上,有必要处理三个方面的问题: 图形处理内核、多显示器、图形引擎和显示器之间的高功用互连网络。考虑在轿车上装置仪表板、前座乘客旁边面显示器、中央操控台,或许还有平视显示器[HUD]、后视摄像头乃至后座监控摄像头。最大的应战便是:怎么有用运用单个会集设置图形烘托和图画处理的内核,支撑四个、五个乃至更多显示器和摄像头?

  显着的处理方案是运用相似HDMI的大型规范PC电缆和接口,但出于多种原因,这种办法不能见效。首要,这些电缆的布线作业量极大。其次,在喧闹的轿车环境中,信号完好性也是一大难题,特别是在远间隔状况下。别的,铜缆布线的本钱和分量也是问题,而且衔接器自身过大,比较蠢笨。在条件恶劣的轿车环境中,牢靠性和功用也得不到保证。

  走运的是,有一种处理方案能够运用现有的群众消费商场技能,经过调整经济、有用的办法,使其适用于轿车运用和环境。首要说到的是,今日的视频子体系能够支撑3D流视频,左眼和右眼别离都能看到图画。

  但经过运用Inova Semiconductors和ADI公司等抢先IC供货商的专有技能,运用立体声视频格局和HDMI接口,处理带宽问题和物理衔接问题。

  该接口骨干不运用19线HDMI电缆,而只需求一条4线电缆,经过两个线对供给差分信号,选用“星绞型四心”结构,具有100Ω标称阻抗。2007年推出的1 Gbps APIX链路(如图1所示)被证明高效而且牢靠。

  图1: 2007年推出的APIX千兆数据链路

  当然,用户永久不会对速度满意,因而第二代AIPX2的速度完成了3 Gbps(如图2所示),它可后向兼容原始APIX1,已从上一年开端投入生产。

  图2: 第二代APIX供给3 Gbps带宽。

  AIPX2并非仅仅一个设想的概念,它现在已用于公路上行进的轿车中。在2012年11月的电子展览会上,Inova公司便在ADI公司的展台演示了这款产品,它经过单根4线屏蔽双绞线电缆来传输两路未紧缩高清视频流、多声道音频和100MB/s以太网数据。本次演示内容包括规范以太网协议衔接的视频会议和长途显示器接触外表,以及运用HDMI衔接智能电话的实时用户界面和集成运用。

  作业原理

  APIX2以帧(微型数据包)为单位继续传输数据,并运用所谓的数据容器支撑视频、音频和总线协议格局。(图3)必要的高速时钟由发送器材组成,并非来自图形处理器或摄像头的像素时钟;这使得链路关于像素时钟颤动具有高抗扰度,然后在相对较长的电缆上完成安稳牢靠的传输。

  图3: APIX2帧包括两个独立视频流,以及音频和以太网数据。

  该架构能够完成简略、廉价的显示器“菊花链”衔接,运用分路器与各个显示器衔接。运用接口IC(例如ADI供给的ADV7680),体系能够供给总线与支撑HDMI的GPU或CPU之间的衔接。

  APIX2的净数据速率为2.8 Gbps(下行链路)和187.5 Mbps(上行链路);这样能够传输两个独立视频流、多通道数字音频和操控数据;此外,乃至还能够运用契合规范的独立接口(MII)来传输以太网数据。此办法支撑最长12米的电缆间隔(足以满意轿车需求),由于其内部算法会不断调整数字滤波器,然后最大程度进步吞吐量和下降比特误差率。

  另一个轿车运用无法疏忽的问题是严厉的EMC(电磁兼容性)辐射约束。APIX2技能的继续串行流供给能量频谱的均匀分布,全体辐射水平远低于答应的最大值。

  未来的轿车: 不同于咱们的幻想

  关于未来的轿车,人们有过很多猜测: 静音、飞翔乃至自动驾驶。人们在自动驾驶范畴取得了很大发展,例如Google就在从事这方面的作业,但这些预想家没有幻想到轿车会掩盖如此密布的网络,衔接至“云”,而且装置驾驶员显示器和乘客信息文娱体系。轿车正在变成既是装置杂乱仪器、很多数据和多台显示器的飞机驾驶舱,也是乘客乃至驾驶员的信息文娱中心。

  尽管如此,今日购车者(特别是习气运用数字拜访和衔接的新购车者)的希望,使这成为商场的发展方向。关于轿车供货商,特别是供给这些产品的%&&&&&%供货商,这既是应战也是机会: 应战是要以可接受的价格,满意客户对特性、功用和功用的希望,机会则是为轿车添加有价值的内容,在增加商场上取得可观的赢利和出资报答。

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