智能汽车MIPI接口标准即将出炉,最快2019年底或明年上半发布

过去,主推移动设备传输接口标准的MIPI联盟(Mobile Industry Processor Interface Alliance),近日宣布即将完成汽车传输接口标准A-PHY的制定,最快年底或明年上半就会发布第一个版本,可供智能汽车,甚至未来自动驾驶汽车发展使用,这也将是第一个车用MIPI标准出炉,MIPI联盟日前在台举行MIPI DevCon开发者大会时也透露更多新进展。

现今,全球每年平均生产20亿只手机,每只手机里至少会用到一个以上的MIPI标准或规范,用于处理手机内部组件与移动处理器之间的消息传递,例如摄影镜头、触摸显示器等。2003年成立MIPI联盟,成员多半来自全球主要手机OEM厂、半导体巨头,以及系统集成商与软件商,至今在全球78国,拥有多达320个成员。

除了行动产业相关标准制定,MIPI联盟近年来也积极涉足物联网产业,尤其是汽车电子领域,去年决定要将移动平台标准带来智能汽车,而提出首个车用传输接口标准A-PHY,还因此成立汽车产业工作小组(Automotive Working Group)负责制定这个标准,如今,这个新标准,也即将在今年底或明年初完成制定。

负责担任该小组主席也是Sony零件解决方案部门工程总监Matt Ronning表示,相比手机,未来自动驾驶汽车需要配备的传感器设备也不少,比如摄影机、雷达、激光雷达等,同样需要有一个专用传输接口,可供汽车业来使用,因而催生出了A-PHY标准。

A-PHY是一个车用内部网络实体接口标准,其最大特色就是可以在比手机体积更大的汽车上,来使用符合MIPI标准的传输接口,而且传输距离更长,A-PHY接口使用的线长,最远可达到15米,不像传统用于手机的MIPI接口,如D-PHY、C-PHY等,长度约只有25厘米到40厘米,使用于汽车环境时,仍须加装多个桥接器,才能达到同样的长度。

在设计上,A-PHY接口也能作为不同车用图片传感器的传输接口,以摄影镜头为例,一张照片的画质要达到300万像素到1千万像素,传输速度至少需要5~10 Gbps,雷达、激光雷达需要传输速度会更高,这些传感器搜集的数据,经过可视化处理,也会在显示器面板上来呈现行车状况,同样需要很高的传输速度,“就很适合采用A-PHY接口。”他表示。

A-PHY的另一个好处是可以节省成本,因为A-PHY采用的是非对称的数据传输架构,只有其中一边提供较大带宽的传输速度,另一边则采用低速且有限带宽,Matt Ronning解释,这样做的原因,在于传输数据时,只有正向传输需要较高的速度,反向传输就不需要这么高的速度,例如,将大量图片画面从车上传感器发送至ECU电子单元时,传输速度才需要够快;反之,当由ECU发送控制信号或指令,所需数据量少,传输带宽就不需要这么大。他说,通过这种架构,比起采用双向传输的车用以太网络,更可以有效减少成本。在配置上,A-PHY的单向传输速度可以达到2~16Gbps,反向传输则可到25~125Mbps。

 

A-PHY是一个车用内部网络实体接口标准,其最大特色就是可以在比手机体积更大的汽车上,来使用符合MIPI标准的传输接口,而且传输距离更长,A-PHY接口使用的线长,最远可达到15米,不像传统用于手机的MIPI接口,长度约只有25厘米到40厘米,传输速度也可以达到2~16Gbps。

Matt Ronning也指出,未来这个标准推出后,不只可供汽车产业使用,更可以帮助原MIPI联盟成员,多达300家移动平台企业,能够很容易转换到智能汽车产业或自动驾驶汽车应用领域,甚至只须将这些手机上的硬件稍微改良设计,符合A-PHY规范,就可以直接拿到汽车内来用,不需要采用新的MIPI协议,仍可以使用现有行动MIPI协议,例如相机用的MIPI CSI-2,或显示器MIPI DSI-2协议等。甚至,为了支持不同车用通信协议,除了底层的实体层接口,A-PHY本身还包含一个通用的数据链结层(data link layer),可以支持其他非MIPI协议,如车载DisplayPort协议等。

不过,有别于MIPI联盟提出的A-PHY标准,目前一些主要汽车OEM企业或零部件厂商,仍主推车用以太网络(Automotive Ethernet),作为主要汽车传输网络,不过,MIPI联盟董事总经理Peter Lefkin指出,两者定位并不同,A-PHY比较用在需要较低功耗与更低成本的车用传感器,如摄影机、显示器等,来与车上处理器或ECU单元互连,但是汽车上各个主要ECU单元之间的消息沟通,仍可通过以太网络进行通信,他强调:“A-PHY和车用以太网络不是竞争,而是互补关系。”

不过,要完成A-PHY标准的制定,也不是容易的事,尤其,相较于消费用途的移动设备,车用环境的难度挑战更高,必须考虑到的环境因素更多,甚至需要严格遵守汽车相关安全标准,比如功能安全(Functional Safety)等,就要求车上的摄影机信号不能有任何错误,造成控制方面的问题,而影响行车安。其它也有像是EMI电磁干扰的问题,也花了他们很长时间,以解决其相关问题。

经过一年规划与配置制定,Matt Ronning表示,目前已经到了最后完成阶段,预计今年底或明年初,就会有正式标准出炉,他说,最快年底会先推出一个相对稳定的草拟版本,可供汽车行业进行测试。预计首批采用A-PHY的车辆将在2024年投产,以符合全球自动驾驶汽车商用的脚步。