自動(dòng)駕駛、無(wú)線傳輸，汽車(chē)電子發(fā)展的終極是什么?

 自動(dòng)駕駛汽車(chē)、內(nèi)嵌安全功能、平板顯示器(FPD)鏈路、發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)以及更多設(shè)計(jì)想法在不遠(yuǎn)的將來(lái)都將被汽車(chē)所采用，這些功能將進(jìn)一步增強(qiáng)人們的駕駛和娛樂(lè)體驗(yàn)，并超越亨利福特當(dāng)初最狂熱的夢(mèng)想。

不久前，我遇到兩位睿智和富有遠(yuǎn)見(jiàn)的TI公司汽車(chē)部門(mén)員工，與他們就快速增長(zhǎng)的汽車(chē)電子領(lǐng)域的未來(lái)進(jìn)行了討論。全球汽車(chē)通信部門(mén)的Sonya Terry把我介紹給了汽車(chē)解決方案營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Fern Yoon，我們之間進(jìn)行了極富信息量和創(chuàng)造性的會(huì)談。FPD鏈路是我們就近期發(fā)展討論的中心話題。

為什么是FPD鏈路?

這種鏈路可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)車(chē)輛內(nèi)的高速視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸，如圖1所示。

圖1：FPD鏈路在新的汽車(chē)電子架構(gòu)中有著極好的前景。

顯示接口和攝像機(jī)接口的電源和數(shù)據(jù)都能從采用FPD鏈路技術(shù)的一對(duì)雙絞線上受益匪淺，見(jiàn)圖2。

圖2：利用FPD鏈路技術(shù)很容易實(shí)現(xiàn)顯示接口和攝像機(jī)接口。

FPD鏈路的演進(jìn)

FPD技術(shù)已經(jīng)從FPD-Link I經(jīng)過(guò)FPD-Link II發(fā)展到現(xiàn)在的FPD-Link III，見(jiàn)圖3。

圖3：FPD-Link技術(shù)的演進(jìn)。

FPD-Link I最早帶來(lái)的是“由多變少”;也就是說(shuō)使用8根線實(shí)現(xiàn)3根或4根數(shù)據(jù)線+1個(gè)時(shí)鐘。電纜長(zhǎng)度大約為3米，并能通過(guò)較早/傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)改善EMI性能。

FPD-Link II帶來(lái)了“多合一”;現(xiàn)在它支持2根信號(hào)線加上控制線，速度可達(dá)1.8Gbps。電纜長(zhǎng)度延長(zhǎng)到10米，而重量更輕。這種電纜沒(méi)有地電流，符合AEC-Q100和ISO 10605等標(biāo)準(zhǔn)。

我們目前用的是最新的FPD-Link III，可以“在一根線上實(shí)現(xiàn)更多功能”;只需兩根線就能支持高達(dá)3Gbps的速度，而且內(nèi)嵌控制信道。高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)是一個(gè)可選功能，自適應(yīng)量化則進(jìn)一步增強(qiáng)了高速數(shù)據(jù)能力，它通過(guò)改善“眼圖”補(bǔ)償電纜類(lèi)型、長(zhǎng)度、老化和環(huán)境條件，并增加了電力傳送的附加好處。同樣，這種技術(shù)滿足AEC-Q100和ISO 10605等標(biāo)準(zhǔn)。

因此FPD-Link III可以在一對(duì)雙絞線或一根同軸電纜上實(shí)現(xiàn)視頻雙向控制(采用I2C控制器接口)和電力傳送功能。FPD-Link III支持多種接口選項(xiàng)，如RGB、YUV、OpenLDI(FPD-Link)、MIPI CSI-2和HDMI。

圖4：存在多種系統(tǒng)接口選項(xiàng)時(shí)，F(xiàn)PD-Link III解決方案可以全部搞定。

顯示接口

FPD-Link III有一個(gè)采用TI DS90UH/B927/928的720p顯示解決方案，如圖5所示。

圖5：FPD-Link II可以提供很低的EMI和類(lèi)似平板電腦的體驗(yàn)。

圖6：FPD-Link III可以在控制儀表盤(pán)上提供接近于平板電腦的汽車(chē)顯示效果。

百萬(wàn)像素的攝像機(jī)

還有一種針對(duì)百萬(wàn)像素輔助駕駛攝像機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的FPD-Link III SERDES芯片組，見(jiàn)圖7和圖8所示。

圖7：通過(guò)使用SERDES芯片組，無(wú)需笨重的電纜就能將駕駛輔助攝像機(jī)布放到很多區(qū)域，從而大大減少所需的銅線數(shù)量。

采用什么樣的傳輸協(xié)議?信息將通過(guò)各種標(biāo)準(zhǔn)傳送給CPU，見(jiàn)圖8。

圖8：在圖中所示的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中，雙向控制電纜使用SERDES設(shè)計(jì)DS90UB914A-Q1確實(shí)可以簡(jiǎn)化電纜傳輸。

Fern Yoon告訴我們，我們應(yīng)該留意IEEE在下一代以太網(wǎng)方面的工作，下一步可能就是簡(jiǎn)化汽車(chē)電纜協(xié)議。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)是發(fā)展的終極產(chǎn)品。

帶攝像機(jī)輸入和其它輸入的傳感器融合盒2。

隨后的討論使我們堅(jiān)信，未來(lái)汽車(chē)中將只有一個(gè)傳感器融合盒中心用于檢測(cè)和控制。

圖9：自動(dòng)駕駛汽車(chē)的檢測(cè)和控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流程的功能性介紹。(圖片來(lái)自參考文獻(xiàn)2)

電機(jī)和扭矩傳感器1

Fern Yoon還和我們討論了向汽車(chē)機(jī)械部分(如電動(dòng)機(jī)和扭矩傳感器)最終發(fā)送命令的重要性。

圖10：在未來(lái)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，傳感器處理將在整個(gè)汽車(chē)外設(shè)中發(fā)生，以便將信號(hào)和命令發(fā)送給汽車(chē)的機(jī)械部件(圖片來(lái)自參考文獻(xiàn)2)。

無(wú)線是數(shù)據(jù)傳輸中的終極步驟

我們討論了無(wú)線將成為汽車(chē)電子演進(jìn)中的終極步驟這個(gè)事實(shí)——沒(méi)有線總比有些線要好。無(wú)線應(yīng)用最終將消除電纜，降低汽車(chē)的重量和成本。低能耗藍(lán)牙(BLE)已經(jīng)在這個(gè)方向上邁出了重要的一步。

電動(dòng)汽車(chē)上的48V電路板

我們最后的討論集中于電動(dòng)汽車(chē)的電力能源、LiFeP04電池(一般串聯(lián)16節(jié)電池，總的標(biāo)稱電壓為51.2V，平衡電壓為3.6V)，以及在未來(lái)的電池管理電路板上更好地平衡大容量電池中的大電流。TI公司的電池管理小組(其中許多設(shè)計(jì)師來(lái)自于新罕布什爾州曼徹斯特市的1999 Unitrode and Benchmarq收購(gòu)團(tuán)隊(duì))當(dāng)然在電池保護(hù)和平衡創(chuàng)新方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)記錄。我認(rèn)為這個(gè)團(tuán)隊(duì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)將提供更多新的和令人興奮的解決方案。