ADAS 主流系统架构介绍与设计挑战 - 3

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我们 FPD-Link 产品 在 ADAS 系统上的一个应用 这里我们先看一下这个图 那这个是我们 FPD-Link 在 ADAS 产品上 就摄像头或者那个雷达连接上的 所有的一个主流产品的一个介绍 那我们这里有三列 第一列是我们的那个发送器 就是放在我们摄像头 或者说那个雷达模块端的 那他就负责把我们的那个并行数据 转成一个串行的同轴或者双绞 然后进行一个传输 然后右边两列呢 是我们的接收的那个芯片 那这两个主要是放在我们的一个 ECU 上 把我们的串行数据再回转为一个并口 然后再给到我们的处理器做一个处理 然后这个纵轴呢是我们的像素 那我们最低是 100 万像素 然后最高目前是到 200 万像素 这样一个水平 然后我们支持的接口也有很多 那我们有那个 DVP 或 656 这样的并口 那也支持这种 MIPI 这样串口 然后的话这里的任意一颗 任何任意一颗这个发送器 那都可以跟右边两列任意一颗 这个接收器做连接 那比如说我的那个 sensor 是并口的 比如说那个 YUV 的 那我可以用一颗 933 把这个并口转成那个串行的同轴 但是呢我的那个接收器我是 mipi 的 那我可以就用这个 933 那搭配一个 936 这样来用 那就可以使得 我收到这个 936 收到了那个信号以后 我就可以把这个信号 转成那个 mipi 给到我们的处理器 我们大家可以看到哈 这个 934 这个系列它支持一个输入 然后我们那个 954 跟 936 它支持两个这个输入 那它就可以同时接收两个摄像头数据 然后把数据整合到一个 mipi 上 去做个传输 然后我们最右边呢 这个就是我们的那个 960 964 那个这个是我们专门给 这种环视全景模块设计的一个接收器 那它一个芯片就可以直接连接四个摄像头 连接四个 比如四个 933 然后呢我们可并且呢 把这四个 933 的那个数据 整合到一条或者两条 mipi 上去做传输 给到我们的 ECU 那下面这是一个 我们的每一个芯片的具体的功能 比如说这个自适应均衡 那是每个器件都有的 然后那个同轴电缆供电 那也是每个器件都会有这样的一个功能 那往下我们自己再简单重温一下 我们的这个摄像头 一个系统的框图 那左边这个摄像头 那我们的 sensor 采了数据以后 那通过我们 933 这个串行器 变成一个串成信号给到这个同轴电缆 经过同轴以后 那我可以在收端呢 通过那个 934 把它解回那个并口 YUV 信号 然后给到我们的处理器 然后同时的话处理器 可以通过 I2C 或 IO 口 把这个控制信号 也是通过同一跟同轴电缆 给回传到我们这个摄像头 来去控制那个摄像头各个参数 然后同时呢我这个这边的那个主机 还可以通过一个 POC 的网络 把我们这个电源 也从这根电缆上传输 然后给到我们这个摄像头给它供电 那这样我用一根同轴线 就可以实现这个视频实现电源 还有一个双向控制信号的一个传输 那最高呢支持到 200 万像素 30 帧 或者 100 万像素 60 帧 然后线缆的话最高我们能达到15米 那刚刚我们讲的那个叫双向控制 那你比如说 I2C 那我们就能够达到 400K 那个高速 I2C 控制 那同时也这个也有我们前面的功能 包括那个自适应均衡 包括我们那个解串器的一个抖频 那都能够帮助各位能够提高 我们系统的一个可靠性跟稳定性 然后下面这一页我们就简单总结了一下 我们这个 FPD-LINK 产品的 一个重要的一些创新点 那比如说我可以用 我可以除了摄像头以外 我还可以去支持包括雷达 普通的那个雷达 激光雷达 还有那个时间的传感器 比如说超声传感器这样一个连接 就应用场合非常广 就不仅限于说摄像头 那同时呢我们还可以有那个 精确的一个 sensor 就我们摄像头 或者说我们那个雷达一个同步机制 我们后面会讲到 然后第三个是我们可以通过 一个单的芯片就可以实现那个数据归集 把多个摄像头多个 sensor 然后同步全整合在一起 然后再给到我们的那个 ECU 那这个就能够帮助大家能够 实现我们的那个功能安全的一个需求 最终的话那由于我们的整合 那个集成度非常高 所以说能够帮助大家能够节省 BOM 成本 节省系统成本 所以这个就是我们 FPD-LINK 一个大致的介绍 那下面呢我们会 给各位讲一下我们 几个比较有意思的特性 那第一个是我们 FPD-LINK3 这种 ADAS 的串行器里面 它有几个时钟的模式 那这里我们先看一看 我们传统的一个 sd 系统 就我们一个串并并串转换 这样的一个系统的结构 那我们可以看一下 这里这个图左边是一个串行器 那所谓串行器就我们把这个并行的数据 转成一个串行传到那个另外一边 那这边呢就有个解串器 解串器就是把这个串行的数据再转为并行 那给到我们那个处理器做个处理 那我们怎么把这个数据变成一个串行 我们必须有一个时钟 这个时钟是负责去 计时我这个数据 就是说负责去对齐我这个数据的 那我们每一个 一般来说 我们每一个时钟周期 就会对应一组并行数据 那我们这个并转串 都是通过这个时钟 做一个计时来做一个传输的 然后到了这个解串 我们会先从这个串行的数据上 我先会把时钟提取出来 然后再用这个时钟 再去采样我这个串行的数据 同时把这个并口去 然后再把这个数据转成并口再输出 所以说在这 sd 就并并串串并转换的 系统里面我们的时钟其实十分关键的 如果时钟有些什么问题 那可能会导致我们这个系统 一个稳定性的一个变化 那我们往下具体一点 我们可以看看这个 FPD-Link 我们以 913 933 为例 这个串行器我们怎么样把那个并口 并行数据变成一个串行数据 那这边是个数据 比如我们 sensor 它传来了十个比特的一个并行数据 同时有一个时钟 那我们每一个时钟就会对应一个数据位 那我们就通过这个时钟 去锁存每一个那个周期的数据 把它锁下来 然后呢我们同时这个芯片 会把这个时钟乘以 14 放大 14 倍 然后将我刚刚这十个锁存的数据 以及四个额外的那个控制数据 打包成 14 比特帧 然后用这个 14 倍的时钟往外发 那这个就是我们的一个并转串的原理 就先把那个并行的数据转存下来 然后再加上我们那个额外的控制数据 然后呢把我们的时钟加倍加 14 倍 再用这个时钟再把这个并行数据 通过移位的方式这样移出来 变成一个串行数据这么发送 那这里的话我们可以看 我们就测了一下波形 下面这个波形是我们刚刚说 那个 PCLK 就我们这个时钟的一个波形 然后上面这个呢 就我们经过那个并行转串行以后 它出来的一个数据的一个波形 那我们把它个测那个眼图 那我们可以看到 如果说我们输入的时钟非常干净的话 那我们这个输出的数据 也会是质量会比较好 那这个我们可以看这个眼图 眼睛张开的十分大 所以那基本上不会有什么判断出错 或者说噪点这种情况的出现 那往下这个呢就是我们传统的 一个摄像头的一个叫时钟的连接模式 那么传统方式可能是说 我这个sensor 这边是那个串行器 那我们可能会用一个外部的晶振 或者说 sensor 内部会有 就直接去给那个 sensor 然后呢然后 sensor 会 用它内部的一个时钟 或者说通过这个时钟 来给这个我们串行器 比如 913 一个像素时钟做一个同步 那比如说我们这个 OV10640 那他就可以接受外部时钟 然后同时把这个时钟经过那个锁相以后 再给到我们这个并行输出到我们 913 那如果这种情况下 如果我们这个 sensor 的时钟很差的话 那就会导致我们这个串并的转换 以及传输会出现一些出错的情况 那我们看这种情况 那这个是 sensor 给到 sensor 给到我们那个串行器的一个时钟 那我们可以从跟前面几页那个时钟对比 它这边变粗了 其实就是因为它抖动变得更大 那其实因为它这个时钟频率比较低 所以抖动变大 其实我们看起来其实还好 但是呢由于我们要把这个 那个十比特并行数据 变成串行的十四比特的数据 那如果说我们这个输入时钟 抖动比较大的话 那就会对我们那个 高速串行的影响就很严重 那这个的话就是我们 通过我们这个输入信号 通过这个时钟乘以 14 在往外打的一个串行数据 那我们可以看到由于 这个时钟的那个抖动变大 我们这个串行数据的眼图 就眼睛变得更窄更小 那如果这个眼图 我们再经过一个长距离线缆传输 那到我们接头端可能就会效果就更差 那有可能就是我们的 那个均衡也没办法把它给恢复 那这样的话就会导致说我们的 传输就会出现那个错误 导致说比如说花屏或者滚屏 或者说那个那个黑屏 这样的一个情况 那我们怎么去解决这个问题 有没有几种方法 第一个是叫那个外部时钟模式 那我们可以用一个比较好的一个晶振 比如有源晶振 然后我们把用这个晶振 把这时钟一个干净的时钟 给到我们这个串行器 然后呢串行器再把它时钟 给到我们那个 sensor sensor 再根据我串行器这个时钟 时钟同步把这个 data 给打出来 然后我们这个串行器呢我就会用 我就直接用这个 我就直接用这个有源晶振的时钟 来去串行化我这个数据 我就不会再去用这个脏的时钟 去做一个这样的串行化 那这个就是我们的一个框图 那这个是我们刚刚说那个 外接晶振的一个时钟 那这个是一个很干净的一个时钟 我们就直接给到这个串行器做一个串行 然后至于 sensor 给过来那个时钟 我只作为一个数据锁存 所以用这种方式的话 我们就可以保证我们这个在 并串转换过程中 这个时钟是绝对是干净的 然后从而保证我们的那个串行数据 那不会受影响 那我们这里就是说可以有个对比 那如果我们使用传统的时种模式 用一个抖动很大的一个 PCLK 作为一个并串转换的时钟参考 那这样的话它的那个眼图非常差 那如果我们使用这个 我们使用这种那个外部时钟模式 我们用一个干净的时钟源给到我们 那个直接给到我们串行器做一个转换 那这样我们整个眼图就非常漂亮 这样就可以保证我们整个 传输的一个质量跟可靠性 那除了我们前面讲到的 那种外部时钟模式以外 那我们的最新的这个 953 系列 还支持叫同步时钟模式 那这个什么意思呢 就我可以从主机端 由处理器去发送一个时钟 给到我们那个解串器 然后有解串器 再通过这同轴 把这个时钟给到这个 953 那这样的话我就可以 把这四个 953 比如这个全景 我们就可以把这四个953 全部同步在一起 并且他这边不需要额外再放时钟 我们可以看这个具体的框图 OK 那这边摄像头的 953 然后我们的接收是 954 那这里的话我可以通过这个处理器 处理器通过发送一个时钟 然后通过这个同轴电缆 传到我们的摄像头端 然后摄像头端的话 我 953 再把这个时钟解出来 然后再给到 sensor 做一个同步 那这样的好处是说 只要我这个处理器的时钟足够好的话 那我们就不会有前面所说的 那个抖动的问题 然后同时的话 我在我这个系统 也不再需要外部再放一个晶振 这样呢我自己节省了一个空间跟成本 那同时呢也提高了 我们这个系统的一个可靠性 所以这个是 关于时钟模式的一个讲解 然后第二个呢 是关于这个帧同步发生器的一个功能 那这个是主要针对我们 那个环视的应用上的一个功能 那我们看这样一个场景 这里是个环视系统 那它有四个摄像头 那分别通过这个串行器 比如 913 933 这样发送 通过这个同轴 发送到我们的接收端 然后再给到我们的cpu 做个处理 但是呢这四个摄像头 它的时钟可能是都是自己在跑的 他不同步的 那就有一个问题 可能这四个摄像头 他拍的每一帧的时间是不同步的 那当我合成的时候呢 我只能够说把那个相邻的帧合在一起 你比如说我要合成这帧 我只能把这个红的 跟这个蓝的直接拼一块 那这样就可能导致我这个图像的撕裂 那就导致会造成我们的这个 我们的这个整个画质都不好 所以为了去避免这种情况 我们一般都会使用这种同步的方式 那第一种同步方式 就是说我可以比如 960 跟 935 我可以通过这个处理器 去发送一个同步的时钟给到 960 然后由 960 呢 再通过这个同轴电缆 把这个时钟给到四个摄像头 这样的话我们就可以实现 我可以实现四个摄像头时钟同步 并且我每个摄像头还不需要 再额外再放一个晶振 这是通过处理器这么去发送 那同时呢其实我们还有两种方法 那第一种呢就是说我们用这个 我们比如我们 960 跟 964 我们这个解串芯片 我们芯片内部呢 会有一个叫那帧同步的一个发生器 那你只要设定好以后 我就可以让它定时发一个脉冲 那这个脉冲通过这个同轴 传到那个摄像头 然后让摄像头再传到 sensor 然后这样的话可以我们可以让 我们可以让这个每一个 sensor 然后每一帧都在同一个时刻开始采样 那这叫帧同步发生器 那用这种方式的话 那我们可以实现最好的效果 就是说延时只有不超过600个纳秒 然后那个那个通道间的差异呢 不超过400个纳秒 但如果说我不想用这个 那也行那我可以说用那个处理器 来给一个脉冲 然后这个脉冲通过 IO 口来去做同步 这样也可以 那这是第二种方式 用个外部那个脉冲处理器 我发送一个脉冲 那这个脉冲呢 通过这个同轴电缆回传到摄像头 然后让摄像头的 摄像头这个串行器 再把这个脉冲发到给那个 sensor 然后让 sensor 每帧去同步 那这样做也 OK 但这样做的话 我们这个延时呢就会稍微大一点点 那就没有我们的 内部的发生器性能那么好 但这两个都是一个比较好的方法 当然如果我们还有第三种办法 这里没画出来 那就是用 I2C 那同样我可以通过 I2C 去发一个这个同步信号 然后再让这个串行器 如果 sensor 是 I2C 接口的话 我可以通过串联器把这 I2C 解出来 然后让那个 sensor 同步 这样也可以实现 这个摄像头的帧同步的方式 所以说我们这个系列 954 936 跟 964 960 那都可以支持 这三种的那个帧同步方式 包括内部的那个发生器 或者说外部的 IO 口 或者外部 I2C 那我们可以根据我们的 那个实际的应用情况去做一个选择 然后刚刚我们讲到全景模块的一个功能 那我们可以看一看 那对于全景模块 那我们是怎么实现这个数据的传输的 那比如说这个 上面这个 我们有四个摄像头 那如果这四个摄像头的话 这个帧率是一样的话 那我可以直接把那个 A 跟 B 放在第一个根来传 然后 C 跟 D 放在第二个 MIPI 来传 我们也可以说 我只用一个 MIPI 口 然后把 A B C D 全都放在这个传也行 那同时的话 如果我希望这两个 MIPI 能传输一样的 copy 的数据那也行 那我可以把 ABCD 放在同一个地方传 然后第二个口呢 就是传跟第一口一模一样的数据 这样我就可以实现 给到如果有两个接收处理器 我就可以让两个处理器 同时接收一样的数据 那同时呢这个摄像头我们也支持说 你帧率不一样的那个摄像头 我们比如说你一个车的前视 可能那个分辨率要高一点 可能后视分辨率没那么高 那么我们就可以说 用这种方式也能够支持 那前面讲的是关于这个 时钟跟同步的一个介绍 那后面呢我们会讲一讲 我们的这个 FPD-Link 关于一些诊断的一个功能 我们先看看这个框图 那这个又是我们前面所说的 一个典型的一个 FPD-Link 我们的那个摄像头跟主机 或者说主机跟屏幕的一个典型的框图 那他就 sensor 通过串行器发送 然后这边通过解串解出来 那如果我们遇到问题 我们一般会看什么 我们一会看可能做这个 sensor 的数据 我们中间传输的一个介质 接收数据还有说我们 I2C 的一个总线 还包括我们那个锁定 我们那个自检等等这些功能 我们都会去看 那刚刚我们这个画圈的 就是让我们系统遇到问题 那我们一般都会在 以下这几方面去做一个观测 然后去看是出了什么样的问题 然后到这一页呢 我们介绍一下 关于这个 FPD-Link 几个那个诊断的功能 那第一个功能是那个 Lock 引脚 那我们刚刚前面讲到我们的 那个我们这是一个并转串 再由串再转并的这样一个系统 那我们的那个接收器 我们的接收器会从这个串行数据 先把时钟给解出来 然后再用时钟再去解我们对应的数据 那如果所以我们在我们的接收器上 会有一个 Lock 这样一个信号 那如果我们接收器 能够正确地解出我们 从串行器发过来的数据的话 那我们这个接收器的 Lock 就是高 如果说那个接收器这边解串有问题 他锁不住这个时钟 那我们这个 lock 就会低 所以一般来说 如果我们用 FPD-Link 这个产品 如果我们遇到说什么显示不稳定 或者各种问题 我们第一个 我们可以就先看一下那个 Lock 引脚 那到底它是高还是低? 有没有不稳定 第二个是那个 LINK DETECT 那这个呢就是我们的接收器 去检测我们这个中间那个电缆是否完好 就有没有那个连接 那我们可以通过这个寄存器 去读取它的状况 到底这个连接正不正常 那个线有没有破损都能看得到 那第三个呢就是那个内建的自检 那它可以让 它可以通过一个命令 让我这个串行器 发送一个已知的序列给到我们那个解串器 然后解串器再通过进行一个比对 那通过这种方式来验证 我这个传输的过程有没有出现比特错误 那如果有比特错误 那他会把它存到我们寄存器里面 那各位就可以通过这个寄存器 I2C 去读取 从而就通过这个结果 我们可以去验证 我们可以测试这个传输链路的一个可靠性 然后第四个呢 就那个内建的一个图案生成器 就我们绝大部分的芯片 我们内部都有一个可以生成一个图案 比如说彩条 比如说纯色 比如说灰阶这样的一个信号 那这样就可以可以帮助我们 去可以帮助我们 就是说去除我们输入源的一个影响 而用我们芯片直接生成一个图案 往外去发送 然后可以让我们去分段去检测一个情况 那比如说我这边发现呢这个图像不对 那我可以说先把这个 source 断开 我直接用这个发送器去生成一个彩条往外打 如果说这个发送器我弄个彩条往外输 他这边是正常的 那证明从我这个发送器 到我这个接收这边都是好的 那我就需要检查 这个 sensor 跟我这个发送器 之间的连接是不是有问题 它给帮助我们快速去定位那个 问题在哪一部分 那最后一个呢是那个 CMLOUT 跟 GPIO CMLOUT 就是说我们会把这个串行数据 把那个回传的第一屏给去掉以后 重新在这个口发出来 那我们可以通过这个口 拿示波器测量这个口这个信号 这样来去判断 我这个传输的眼图到底是好还是不好 所以这个是我们这个 FPD-Link 这个六种我们的一个诊断的功能 这个最常见的功能 那往下呢这个是我们列出了 我们这个 FPD-Link 芯片里面 那我们为了实现那功能安全 那我们有一共有 14 种 这个内建的一个诊断功能 那绿色这个就前面的 12 种呢 都是就是系统只要一上电 它就会自己一直在运行的 那就你不需要去启动它 比如说我们的那个 线缆的那个出错检测 或者说那个 EQ 调节 或者说我们那个刚刚说的 时钟锁定的一个判断 还有那个包括什么 CRC 的校验 那这些它都是只要你一上电 他就一直在后台在运行 那我们可以通过那些 IO 口 或者通过我们的那个寄存器 可以直接获取到他的一些信息跟结果 那最后两个呢 就是要我们通过那个寄存器配置 去打开的 就是按需来去执行 那比如说那个上电自检 那我们可以在系统调试的时候 让那个发送器发一个已知序列 然后我们去判断有没有问题 或者说这个图案生成器 我们也是可以在系统调试的时候 如果出现了问题 我们可以通过这个图案生成器 去判断到底是哪一部分的 到底是哪一部分的 那个芯片出了问题 那下面我们再具体讲一讲 我们每一部分诊断的功能 那第一个锁定那刚刚前面也讲过了 因为我们解串器就收端 我需要从串行信号把时钟解出来 然后再去做一个数据的输出 那如果说我们的那个收端的锁定不住 那这个 lock 就会有问题 所以说我们一般碰到问题 我们先看 lock 引脚到底是高还是低 那如果说 lock 是低或者一直为低 如果 lock 一直为低 可能我们要看看是不是没有发信号过来 如果 lock 偶尔会变低会跳 那可能我们可以看到是不是由于 我们发送端的那个时钟抖动更大 或者说有什么干扰导致的 一般如果 lock 有问题的话 我们一般会检查硬件 看是不是硬件设计 这边的问题 或者说是检查我们前端处理器 或 sensor 的那个时钟的质量这个问题 这跟时钟相关 然后第二个就是说除了 lock 引脚以外 我们还可以通过其它引脚 去检测一个这种情况 那我们可以把某些 IO 口 或者说设置成一些中断的输出 那这中断输出 它可以实时反映说我的 sensor 的状况 反映出我的那个接收机的情况 反应是我们出错的情况 那我们可以借用这些中断 然后给到我们的处理器 让处理器它就回读我们的信息 这样来实现我们的一个 一个自动诊断的一个功能 那比如说我想实时检测 我这个传输的一个误码 那我可以把一个 IO 口设置成 我这个只要我一旦有误吗 我这 IO 口就会变低 那这样的话一旦这个我传输出现错误 那 IO 口一变低 那处理器就会直接能够得知这个中断 然后马上回过来去读取我们的那个寄存器 就可以得到我们具体的一个情况 那这个是我们用更多的 IO 口 去可以做一个监控的一个功能 然后这个是我们重复前面讲到了一些 我们测试的一些技巧 那第一个呢 我们可以用 lock 脚 去看看到底那个时钟稳不稳定能不能锁住 然后第二个的话 PASS 的话 是配合刚刚说那个上电自检用的 如果说我们的上电自检都没问题 那他 PASS 应该是一直为高 然后第三个是那个 CMLOUT 他就是说他可以把这个接收的一个信号 把那个回传的给去掉 然后再通过 EQ 以后 就他把那个串行的闭合眼睛 通过我们这个 EQ 整形以后再重新出来 那这里的话我们就可以用示波器看到 那我这个接收机 经过接收机整形以后 那这个眼图怎么样 那这个能不能够准确去判断 我们的这个时钟 跟那个零跟一的数据 我们可以在这里来去测量眼图 那往下一个是那个叫图案生成器 就我们每一颗 IC 内部 都有一个这样的图案生成器 那可以生成比如说那个彩条 或者说比如说呢固定颜色 这样一个屏幕的一个图案 这样的好处是我们可以 可以撇开我们那个输入源那个影响 然后直接看我们那个传输路径有没有问题 然后刚刚说那个彩条也好 还有那个固定的颜色也好 我们的分辨率 帧率等等都是可以调的 那我们可以通过寄存器这边去设置 那具体的设置 各位可以参看我们的规格书跟应用笔记 也可以用我们那个对应的一个LP软件 来进行一个配置 这可以很好去帮助我们的一个测试调试 然后再往下一个是那个上电自检 那这个用处就说我让那个发送器 去发一个双方都已知的序列给到接收 然后接收呢再通过一个比对 去看看我们这个传输有没有问题 那这个的话也可以帮助大家去判断 我们那个链路的一个可靠性 然后前面讲的都是我们 所有的 FPD-Link 都会有的 这样的一些性能 然后对于我们最新的 比如说我们 953 这个系列 那除了我们前面讲的一些诊断功能以外呢 它还会有一些额外的一些功能 那比如说他可以去监测我们 POC 就它供电电压 温度 那个链路情况 还有那个比特错误率等等 还有包括什么 CRC I2C 保护 那它能够实时的把这些信息 传到我们那个主机 然后让主机来做出这样一个判断 那它甚至还能告诉你 我这根同轴线在哪个位置有短路 哪个位置有开路 那这样的话我们就可以很好的去 当我们在维修或在那个调试的时候 那我们就会很好去 提高我们那个维修的效率 所以这个是关于我们的 一个时钟跟诊断功能的一个设置 然后往下呢是一个最后一个部分 就关于我们 POC 的一个设计 那什么叫 POC 呢 其实就是那个叫线缆上的供电 这样一个称呼 Power Over Cable 那其实 POC 它并不是 它并不是一个新的概念 其实在我们其实大家可能都见过 我们以前会把那个什么天线放在屋顶 然后让这个可以更好去接收 这样一个电视的信号 其实就在那种场合 我们已经用了这种 POC 这种概念 那这个是一个原理框图 那这个呢是一个天线 那我们天线的信号会通过一个发送器 通过个电容要通过同轴 然后传到那个室内 然后通过接收器然后给到我们电视机 这样我们可以看到清晰的图像 但如果是一些有源天线的话 天线本身也需要供电那怎么办呢 那我们可能会在这个室内呢会有一个电源 这个电源通过个大电感 把那个 DC 耦合上去 给到我们那个同轴电缆 然后到了另外一端呢 再把这个电源解出来 然后同时给我们发送器供电 那其实这样的话 对于这个系统 那我们就已经在这跟线缆上 实现了一个视频信号的传输 那同时呢也实现了一个 供电的一个反向传输 那这个呢就是一个典型的 就是一个典型的一个叫 线缆供电的一个例子 然后我们看下面看看 它是怎么工作的 那我们把上面的这个图来做一个等效 就分别看一个 AC 交流等效的一个图 跟一个直流等效的一个图 然后我们右边呢 分别画出这个电容电感 一个阻抗跟那个增益 那这个黄色这个是电感的阻抗的值 然后这个紫色的是电容的阻抗值 那我们可以看到在 AC 高频的情况下 高频的时候 我们的电容阻抗是非常小的 所以说高频信号是可以通过这个电容 来传到我们的接收端 不受影响 那同时由于在高频情况下 这个电感的阻抗就非常大 所以说这个高频信号 它就基本上就不会通过电感这么去流走 所以的话 这个是高频情况 那当然我们要保证这个电感 在这个高频情况下它的阻抗足够大 这样才能保证我们的通信不受影响 然后第二个呢是 我们的那个 DC 的那个等效电路 那在 DC 的时候 由于我们的直流的话 电容的那个阻抗非常高 所以在 DC 那个点的话 我们这个电容就等于断路就没有了 但是呢 DC电感的阻抗非常低 所以说我们电源相当于一个直流信号 就可以通过电感 然后通过这个线缆传到另外一端做个传输 那这样呢通过这个 L 跟 C 的配合 我们就可以实现 我们就可以实现这个高频信号 跟那个低频的电源两个互相传输 而不会有干扰 那我们怎么去选这个电感 那我们先看看电感的参数 那除了一个是电感的感量 第一个电感的感量 就多少毫亨微亨 然后第二个是说电感的饱和电流 电感饱和电流就是说 电感的感量下降到 30% 了以后 它那个电流值那我们一般选择 电感的工作电流 一般要远远小于电感饱和电流 来保证我们这个稳定性 还有一个电感的一个dc的阻抗 还有我们电感的一个 串联的一个谐振频率等等 还以及我们那个电感的工作范围 那这个很重要 电感工作频率范围在我们这里 我们因为电感它是一个这样的等效网络 其实它对于不同的频率 他呢感量是不一样的 那我们这里所说的 这个电感的那个工作频率范围呢 是指电感在那个阻抗最大的的时候 这样一个频率段 那这个频率范围 以及我们刚刚讲到的 这个电感的一个饱和的电流 那都会对我们后面的这个 POC 的设计 会有一个很大的一个影响 那这边我们就先讲解一下 我们大概的一个 POC 设计 那对于这个 AC 的通路 我们要保证这个电感的阻抗足够大 这样来保证我这个高频信号 不会因为这个电感 然后分流到地流走 那所以这样在这种 AC 的那个场合 我们就要保证这个电感 高频下的那个高阻抗 并且的话它必须在 因为我们那个信号的速率可能会变化 可能是一个宽的频带 所以我们就要保证说 这个电感必须在一个宽的频带以内 保持一个很高的阻抗 这样才能够适应我们不同的 那个频段的一个变化 然后第三个呢就是说我们要保证这个 这个对于 DC 的情况我们要保证 这个因为电感要走我们的这个 直流的一个电源的一个电流 所以我们就要保证 在这个电源电流最大的情况下 这个电感不能饱和 因为一饱和这电感就变成一根导线 我们整个系统就崩溃 所以说第三个就是 我们要保证我们这个 正常的极限工作电流 那必须小于我们电感的那个饱和电流 对这个是电感的要求 当然然后往后呢我们可能还会考虑说 我这个尽量把电感的阻抗这个变小 这样可以降低那个压降 也可以降低这个发热 然后这一边呢我们就举出一个例子 比如说我这个 总线供电是五伏电流 0.3A 那他可以供 1.5 W 如果说我的摄像头我的那个设备需要12瓦 那可能我就因为这个DC 那个同轴线缆上的那个阻抗有限 所以我们一般都会去限制流过电流 那如果说我这对于这个系统 那对于这根同轴线 跟对于这个电感 我们就限定我们最高只能到300毫安 那如果说我这个摄像头只需要 1.5 瓦 那这个时候 我就可以拿一个 5V 来做供电 这样的车是实现 1.5W 如果说我们的摄像头它功耗稍大 要三瓦 那可能我就需要把电压 提高到十伏来实现这个要求 如果说我这个是一个更大的系统 我需要那个 12 瓦 那这个时候呢 为了保证那个系统损耗足够小 我们就可能要进一步把电压提高 提到 40V 这样来去传输 这个就跟我们的那种高压输电有点类似 就为了保证电流足够小 我们就必须把电压来提高 然后往下呢是两个例子 对于这个 POC 但第一个是如果说我们系统 是使用那种屏蔽双绞线的话 那这个就比较简单 因为我们那种 HSD 那种线 它里面会有两对双绞 那我们可以用其中一对来传输这个数据 用另外一对来传电源 那他这个就比较简单 我就不需要加刚刚那一堆那个 LC 的一个网络的一个设备 这是第一种 但是我们绝大部分的场合 我们都会用那个同轴的那个电缆供电 那对这种情况 我们就需要加入刚刚说的那种LC的电路 那这个是没有 POC 的一个系统 从这边发这边收 我们要加入 我们加入这个 L 跟这个 C 的网络 让我们的信号跟我们的那个电源 能够并行不悖的在那个同一根线上传输 这个是我们的一个系统结构 那看完结构以后 那我们刚刚说电感 它需要一个很宽的频段下去 保持那个很高的一个阻抗 来保证我们的那个信号不会被衰减 那我们要在什么频段下保持高阻抗 我们可以看一下 那比如说我们用那个 913 跟 914 这两个搭配 那这两个芯片的话
课程介绍 共计4课时,1小时29分25秒

ADAS 主流系统架构介绍与设计挑战

TI ADAS 设计 系统架构

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