汽車智能化發(fā)展中的新機遇，探索遠距離車載連接的MIPI A-PHY標準

汽車的變革性發(fā)展加速了汽車電子技術(shù)的進步，開始融合更多功能更強、性能更好的傳感器和處理器，但連接汽車與傳感器、處理器之間的基礎(chǔ)設(shè)施仍有不少“有待提高”之處，遠距離車載連接的MIPI A-PHY新標準應(yīng)運而生。MIPI A-PHY標準具有高可靠、高耐用、高帶寬、低延遲等優(yōu)點，適用于ADAS、自動駕駛、車載娛樂和其他汽車應(yīng)用，一經(jīng)發(fā)布就在市場上引起了廣泛關(guān)注。Valens作為首家推出符合MIPI A-PHY標準芯片的公司，引領(lǐng)汽車EE架構(gòu)在變革中不斷前行。Valens高級副總裁兼汽車業(yè)務(wù)主管Gideon Kedem表示：“未來十年間，由MIPI A-PHY業(yè)務(wù)為Valens帶來的收入將增長到上億美元的量級。”

【圖：Valens高級副總裁兼汽車業(yè)務(wù)主管Gideon Kedem】

MIPI A-PHY在汽車新電子電氣架構(gòu)變革中的機遇

MIPI （Mobile Industry Processor Interface）協(xié)議是 MIPI 聯(lián)盟（MIPI Alliance）提出的用于標準化移動終端系統(tǒng)各器件間通信的通信協(xié)議。MIPI聯(lián)盟于2003年成立，初衷是為了標準化顯示接口。經(jīng)過多年發(fā)展， MIPI應(yīng)用領(lǐng)域也擴展至汽車、工業(yè)及AR/VR等。

MIPI分為多個工作組，其中攝像頭的標準為CSI，顯示端的標準為DSI，而物理層則是由D-PHY和C-PHY構(gòu)成。隨著自動駕駛和智能汽車的發(fā)展，汽車上的攝像頭、顯示等功能逐漸增多，MIPI協(xié)議在汽車上的應(yīng)用也越來越多。但在協(xié)議的物理層，MIPI D-PHY和C-PHY并不能滿足車載鏈接長距離傳輸需求。隨著車聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、自動駕駛等應(yīng)用的逐步普及，汽車上攝像頭的數(shù)量將進一步增加，以滿足自動駕駛對于數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)倪B接需求。

因此在幾年前，MIPI聯(lián)盟發(fā)布了專門針對汽車物理層協(xié)議MIPI A-PHY，并且與其他顯示協(xié)議、傳感器協(xié)議等一起組成了MIPI車載SerDes連接解決方案——MASS（MIPI Automotive SerDes Solutions）。

MIPI A-PHY是行業(yè)內(nèi)第一個非對稱、長距離物理層接口協(xié)議，支持ADAS、IVI和其他環(huán)繞傳感器應(yīng)用。這是一個開放的全球公認的標準，沒有專利限制，任何芯片制造商只要具備技術(shù)能力均可以生產(chǎn)制造。MIPI A-PHY的優(yōu)勢在于，能夠利用一種協(xié)議將采用不同接口的設(shè)備整合起來，再由一條電纜將數(shù)據(jù)傳輸至中央處理平臺，比如用A-PHY實現(xiàn)新的集中雷達處理架構(gòu)。

在系統(tǒng)層面，MIPI A-PHY為智能汽車帶來了更為精簡的車內(nèi)SerDes鏈路設(shè)計，大幅減少了收發(fā)器的使用，實現(xiàn)了整體成本降低。在A-PHY出現(xiàn)之前，在顯示器和攝像頭之間的長距離連接可以選擇MIPI C-PHY/D-PHY 采用橋連方式實現(xiàn)，而現(xiàn)在采用MIPI A-PHY就可以減少橋接芯片的使用。

因為SerDes支持高帶寬傳輸，近年來汽車領(lǐng)域也在將其作為一種實現(xiàn)高速連接的方案，MIPI未來的愿景是在傳感器端和SoC/ECU端也都完全集成MIPI A-PHY接口，從而真正消除橋接（Bridge to Bridge），實現(xiàn)端到端的連接（End to End）。端到端的MASS方案，將會進一步增強數(shù)據(jù)的安全性、實現(xiàn)更好的系統(tǒng)成本優(yōu)勢。

此外，MIPI A-PHY還提供了更好的EMI/EMC性能和極低的丟包率等諸多優(yōu)勢。

Valens VA7000系列：首個符合MIPI A-PHY標準的芯片組

Valens作為MIPI A-PHY技術(shù)的先驅(qū)，已率先推出了首個符合MIPI A-PHY標準的芯片——VA7000系列，并且已經(jīng)和整車廠、一級供應(yīng)商展開了合作，計劃在新一代的智能車型上實現(xiàn)搭載。Gideon Kedem也于近日專門來華，針對中國本土客戶進行了調(diào)研和技術(shù)分享。

VA7000基于MIPI A-PHY標準，幫助整車廠優(yōu)化車輛的布線架構(gòu)和數(shù)據(jù)架構(gòu)，以滿足市場對新一代車輛的需求。據(jù)Gideon Kedem分享，VA7000有以下幾大優(yōu)勢。

首先，VA7000為汽車行業(yè)提供了高帶寬，而且還有進一步提高帶寬的空間，潛力較大。VA7000目前實現(xiàn)8Gbps的傳輸速率，Valens預(yù)計2025年推出的芯片可以達到16Gbps。相比傳統(tǒng)的GMSL或FPDLINK這種模擬的私有協(xié)議，VA7000芯片是基于數(shù)字設(shè)計的，因此可以成比例提高傳輸速率。

同樣由于這個原因，Valens芯片具有增強的電磁兼容性(EMC)，這也就是其第二大優(yōu)勢——抗電磁干擾能力。隨著汽車向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化發(fā)展，電磁干擾會越來越明顯。因為車上會存在很多噪音源，包括車內(nèi)搭載的多臺計算機，雷達、天線、以及道路上的輸電線纜等，這會讓數(shù)據(jù)傳輸處在電磁噪音極強環(huán)境中，對于ADAS系統(tǒng)的正常運行構(gòu)成了嚴峻的挑戰(zhàn)，關(guān)乎到了至關(guān)重要的行車安全。“Valens芯片性能極佳，在DSP中采用了獨特的機制消除EMI電磁干擾問題；而傳統(tǒng)方案的前向糾錯機制(FEC)無法單獨處理EMI，只能處理一般的高斯噪聲問題，因此在實際應(yīng)用中需要額外的手段或則措施，如使用屏蔽線等?！盙ideon Kedem介紹道。

第三大優(yōu)勢在于可以幫助整車廠降低成本。Valens芯片可以應(yīng)用在成本更低的線纜線束和連接接口的架構(gòu)上，這樣就能夠大幅降低整體系統(tǒng)的成本。根據(jù)外部獨立機構(gòu)A2Mac1所做的一份調(diào)查報告《基于UTP的MIPI A-PHY技術(shù)》顯示，對比傳統(tǒng)的基于GMSL的解決方案，一輛應(yīng)用MIPI A-PHY環(huán)視系統(tǒng)的保時捷純電動跑車Taycan，每輛車能節(jié)省約17-27美元，實現(xiàn)了成本的顯著降低。如果是一輛應(yīng)用VA7000的普通乘用車，預(yù)計每輛車將節(jié)省約10-20美元。

由于汽車系統(tǒng)得到了簡化，其重量也迎來了優(yōu)化，這對于電動汽車的長續(xù)航非常有幫助。與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車對比，使用Valens解決方案的電動車平均能減重30-40%。

建立MIPI A-PHY生態(tài)系統(tǒng)，助力未來業(yè)務(wù)增長

在智能汽車領(lǐng)域，中國的廠商和市場已經(jīng)走在了前列。據(jù)Gideon Kedem分享，中國整車廠發(fā)展迭代特別快，開發(fā)速度幾乎是歐洲市場的兩倍。所以，Valens要準備好在今年第四季度批量生產(chǎn)下一代產(chǎn)品。同時盡快在中國建立A-PHY生態(tài)系統(tǒng)。而中國市場對于速度的要求，也有助于Valens在中國加速汽車業(yè)務(wù)的發(fā)展，并且快速將MIPI A-PHY這一新標準引入汽車內(nèi)。

過去幾年，Valens觀察到整車廠對芯片和芯片制造商的依賴性很高，并且非常迫切希望和芯片制造商建立直接的溝通和聯(lián)系。即使Tier1供應(yīng)商會給整車廠提供整套的A-PHY解決方案，但是Valens仍要和本土整車廠建立密切的聯(lián)系，并為他們供應(yīng)芯片，從而保證供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性?！?

在中國建立MIPI A-PHY的生態(tài)系統(tǒng)，是Valens在中國本土進行業(yè)務(wù)發(fā)展的重中之重。據(jù)悉，Valens已經(jīng)和舜宇光學科技展開合作，將VA7031和VA7021集成至其下一代攝像頭模組中，以支持ADAS和環(huán)視應(yīng)用。而在與SoC廠商的合作方面，包括高通、Mobileye和英偉達等企業(yè)也已經(jīng)加入了MIPI A-PHY的生態(tài)中，在中國也有一些本土的廠商在積極溝通，未來不久就會公布更多中國本土企業(yè)的合作佳訊。

Valens此前的業(yè)務(wù)貢獻主要來自于音視頻領(lǐng)域，其在HDBaseT上的技術(shù)積累優(yōu)勢正在轉(zhuǎn)化到MIPI A-PHY產(chǎn)品上，為其進入汽車市場開辟了道路。汽車業(yè)務(wù)即將成為Valens業(yè)務(wù)的第二增長點，而且預(yù)計增長幅度會更大增長持續(xù)時間更長。得益于VA6000芯片組已成功集成到大多數(shù)梅賽德斯-奔馳車型上，Valens的營收獲得了大幅的增長，其中汽車相關(guān)營收在2022年占比已經(jīng)達到了17.83%。而隨著VA7000芯片組在2023年首次定點車廠項目投入生產(chǎn)，并預(yù)計將在2025年實現(xiàn)量產(chǎn)，Valens在汽車上的業(yè)務(wù)營收將會再次大幅增長。

結(jié)語

“Valens的目標是盡全力為提供客戶最好的服務(wù)，滿足客戶的需求，而非改變行業(yè)標準?！盙ideon Kedem強調(diào)道，“MIPI A-PHY是一個全球公認的開放標準，任何芯片廠商都可以生產(chǎn)或開發(fā)滿足該協(xié)議的芯片。Valens作為第一家推出滿足該協(xié)議芯片組的公司，通過在該技術(shù)方面的積累，可以配合行業(yè)伙伴及客戶在行業(yè)內(nèi)建立更好、更規(guī)范的生態(tài)?！?