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[導(dǎo)讀]新型汽車電子信號格式變化最快的是視頻。近幾年,隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,對視頻源、顯示設(shè)備和視頻傳輸線的開發(fā)取得了較大進展,本文討論了相關(guān)的發(fā)展趨勢。

新型汽車電子信號格式變化最快的是視頻,幾年以前,車載設(shè)備中的視頻顯示還僅限于導(dǎo)航系統(tǒng)的小尺寸顯示屏,確切地說,它只是一個導(dǎo)航電子裝置,有些豪華型汽車借助同一顯示器播放電視信號。視頻信號從電視接收機到顯示器輸出需要傳輸相當(dāng)長的距離,圖像格式是稱為復(fù)合視頻基帶信號(CVBS)的模擬信號。 

近幾年,隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,對視頻源、顯示設(shè)備和視頻傳輸線的開發(fā)取得了較大進展,本文討論了相關(guān)的發(fā)展趨勢。

把導(dǎo)航顯示器與電子系統(tǒng)分離開,使顯示器可以安裝在便于駕駛者觀察的位置,這種分離需要添加視頻傳輸線?,F(xiàn)在,由于汽車上安裝了越來越多的顯示設(shè)備,包括用于顯示速度、轉(zhuǎn)速、汽車狀態(tài)的電子儀表盤,后排座多媒體播放器(乘客能夠觀看電視或DVD等),各個顯示器都需要視頻傳輸線。

新一代汽車還可能配置各種攝像機用于輔助駕駛,例如后視鏡攝像機、夜視鏡以及路標(biāo)識別攝像機,而每個攝像機都需要通過視頻傳輸線連接到顯示設(shè)備。

車體內(nèi)部迅速增加的傳輸線,特別是這些傳輸線越來越長,使得模擬CVBS信號的傳輸非常困難。這些信號格式不能承受汽車的電磁干擾,同時,大屏幕顯示與越來越高的分辨率進一步加劇了視頻干擾(如多徑干擾)。


減小視頻干擾的一種方案是用數(shù)字信號取代模擬信號,視頻信號線本身不能產(chǎn)生干擾。已經(jīng)證明,低壓差分信號(LVDS)能夠為數(shù)字視頻傳輸提供最合理的連接。小信號幅度(0.35V)、差分結(jié)構(gòu)使LVDS傳輸線具有最小的電磁輻射。

第一代LVDS傳輸器件(如MAX9213/MAX9214)已經(jīng)安裝在汽車上,可提供一路時鐘輸出和三路數(shù)據(jù),利用LVDS發(fā)送/接收器連接導(dǎo)航顯示屏(圖1)。三路并行輸出需要達到圖像傳輸所要求的速率,時鐘用于同步傳輸。


圖1. 第一代LVDS收發(fā)器有8路輸出

 

第一代LVDS器件的缺陷是需要四對兒雙絞線(8路輸出)達到所要求的數(shù)據(jù)傳輸速率,8條數(shù)據(jù)線使機械結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,難以安裝,與一對兒傳輸線相比成本要高得多。第二代LVDS器件對此進行了改進,例如MAX9247/MAX9248 (圖2),采用一對兒雙絞線同時傳輸數(shù)據(jù)和時鐘。

圖2. 第二代LVDS收發(fā)器有2路輸出

第二代芯片組的一個重要功能是可以選擇電容輸出耦合方式,LVDS器件通常不具備該功能。利用這種耦合方式可以避免發(fā)送器與接收器之間的地電位偏差問題。采用直流耦合時,這一潛在的電位差可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法傳輸,甚至產(chǎn)生過大的電流損壞器件。

使用電容去耦時,需保證發(fā)送數(shù)據(jù)不要沿著一個方向長時間地為電容充電,例如,在發(fā)送一長串“1”時即可出現(xiàn)這種情況。第二代器件,例如:MAX9247或MAX9248采用“直流均衡”技術(shù)解決了上述問題。當(dāng)檢測到發(fā)送數(shù)據(jù)中存在一長串1或0時,將對部分數(shù)據(jù)進行反相后發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)到達接收器時,對這部分數(shù)據(jù)再次反相,恢復(fù)到原來的格式。利用這種方式可以避免對電容的過度充電,發(fā)送器會通知接收器每一批數(shù)據(jù)是按照正常格式還是反相格式發(fā)送的。

第二代器件的速度能夠達到42MHz,數(shù)據(jù)速率高達1.15Gb。時鐘頻率的提高導(dǎo)致更強的電磁輻射,可利用擴頻傳輸技術(shù)減小EMI。擴頻技術(shù)在時鐘頻率中加入抖動,將原來的EMI峰值能量擴散在較寬頻帶。由于能量不變,EMI的最大峰值被減小(圖3)。 

圖3. 擴頻技術(shù)降低EMI

第二代LVDS數(shù)據(jù)傳輸器件主要為大屏幕應(yīng)用設(shè)計。汽車內(nèi)部各種攝像機的連接并不需要很高的傳輸速度,針對這種應(yīng)用,Maxim的第三代LVDS器件采用低時鐘速率,并減少了并行數(shù)據(jù)總線的寬度。

第三代器件用于控制數(shù)據(jù)的傳輸(主要用于攝像機的連接,也可用于顯示器),用來設(shè)置顯示器亮度和對比度,或攝像機的靈敏度。目前系統(tǒng)中使用的是CAN、LIN或UART傳輸總線,這些方案需要更多的器件、電纜,占用更大的空間,成本較高。第三代器件將用LVDS接口傳輸控制數(shù)據(jù),避免使用其它接口。

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