本文由ADI供稿

单车摄像头的需求量将随自动驾驶技术等级升高而不断增加，越来越多的汽车应用开始部署摄像头系统和摄像头接口技术来协助驾驶员并增强驾驶体验。根据MarketsandMarkets的数据，全球汽车摄像头以及集成雷达和摄像头市场规模预计将从2021年的61亿美元增长到2026年的101亿美元。

摄像头在现代化汽车中的广泛应用

由于传统的后视摄像头系统只搭载了一个摄像头，而如今搭载四个或更多摄像头的环视系统开始成为主流，更高的帧率和分辨率会给汽车总线带宽带来更大的压力。此外，在现代汽车的智能座舱系统中，除了ADAS系统，包括传感器融合、音视频影音娱乐、以太网控制、车身控制等都变得更为复杂。数据量的大幅增加需要更高的带宽，本文通过介绍亚德诺半导体（ADI）GMSL技术来支持ADAS和车载信息娱乐系统的高宽带、互联复杂度和数据完整性要求。

更高带宽数据传输，正成为下一代整车电子架构刚需

整车电子架构的集中化趋势愈发明确，在传感器、计算平台等等关键环节的背后，整车线束的“减量”以及数据传输、车内网络通讯问题已经成为新的关注焦点。其中，对于车内通讯网络的要求，包括高带宽、低延迟和高可靠性，已成为智能汽车尤其是自动驾驶对于运行环境的必要前提。

以ADAS高级辅助驾驶系统为例，其通过安装在车上的传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪、地图数据进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者觉察到可能发生的危险，改善驾驶体验的基础上提升安全性。摄像头是ADAS 应用中最重要的传感器之一，越来越多的高级系统采用视频处理算法并利用多个视频摄像头来提供更高精度的事件检测和驾驶报警，视觉系统将成为关键的基础技术。

在ADAS系统中中央处理单元相连的是各传感器模块，包括摄像头雷达、超声波雷达、显示式设备，目前的市场主流是摄像头只负责采集输出原始的视频信号，把处理计算功能集成到中央处理器上，因此关键的设计挑战是如何快速高效地将原始图像数据从摄像头传输到处理单元，并从处理单元传输至每个显示屏，涉及到各单元间的图像信号传输的质量、带宽、延迟、可靠性以及成本和功耗考量。图像信号以RGB 888为例，需要多达24位的并行数据，如果都采用并行传输则需要大量的连接线，同时高速并行信号也会有更多的 EMI 及串扰问题，对工程师的布线也是很大的挑战。在这一趋势下，为ADAS系统选择合适的高速SerDes方案就变得非常重要。

通过GMSL技术，可以整合高清视频和高速以太网数据传输，简化车内的布局布线

SerDes是SERializer（串行器）/DESerializer（解串器）的简称，通过串行器将并行信号转成串行信号，再通过解串器恢复成并行信号，以承载支持车载视频、音频和通信的数据流，是一种主流的时分多路复用（TDM）、点对点（P2P）的串行通信技术，能提供比并行传输更高带宽，同时满足高速、高可靠性和低延迟等要求，被广泛用于嵌入式高速传输领域。

GMSL技术为车内高速数据传输铺平道路

ADI公司推出的吉比特多媒体串行链路(GMSL)串行器和解串器(SerDes)全面支持汽车信息娱乐系统和ADAS系统要求的高宽带、复杂互连和数据完整性，包括摄像头的超低功耗要求、传感器数据汇聚的宽带要求等。此外，先进的链路完整性和诊断功能提供可靠的链路性能监测，这对汽车安全系统的设计也至关重要。GMSL串行器和解串器还支持长达15m的屏蔽双绞线(STP)或同轴电缆传输，满足汽车行业最苛刻的电磁兼容(EMC)要求。

ADI公司的GMSL SerDes技术提供实现ADAS和多重信息娱乐体验所需的高带宽

针对多传感器融合，由于ADI GMSL串行器和解串器IC具备视频切割功能，所以可以使用一个串行器整合多路视频数据，然后分别送入显示器或传感器。以ADI GMSL四通道解串器MAX9286为例，可自动生成摄像头同步信号、将多个传感器的图像数据对准到同一像素，实现关键参数的用户编程，有效降低设计风险、加快产品上市进程。同时，集成方案可替代四个分立式解串器和一个FPGA，仅需一片MAX9286即可接收并同步来自4个摄像头的视频信号，大大降低电路板面积和元件数量。该款高集成度解串器还支持同轴电缆供电，降低了线缆数量和成本。

通过GMSL四通道解串器MAX9286，可以同时支持四个摄像头的传输，大大节约系统布线的困扰以及FPGA的设计成本

此外，如果汽车在行驶中摄像头出了问题，传统的方式需要将车送到4S店进行检测修理，ADI GMSL技术在器件内部整合了更多诊断功能，可以实时检测并调整，大大增强了汽车安全性。首先，ADI在器件内部接受端的均衡器端集成了采集功能，可以实时监控眼图的状况，眼图开度越大说明信号传输质量越好，眼图开合变小说明传输质量出现问题，用户可以实时对信道的传输质量做检测，通过眼图的开度评估信道传输的质量；其次，为了实时检测信号链路重现，保证传输，GMSL技术还设置了容限检测，保证信号和数据流可以前后向双向传输，在车的行驶过程中进行实时检测，出现问题及时得到反馈。

本文小结

随着自动驾驶技术的进一步成熟，采用视频处理算法并利用多个视频摄像头来提供更高精度的事件检测和驾驶报警，视觉系统将成为关键的基础技术。与此同时，对于信息娱乐系统和V2V通信等，车辆也都需要收集、分析和共享数据，这使得高速串行器/解串器(SerDes)技术成为了关键所在，以承载支持车载视频、音频和通信的数据流。

ADI公司在差分信号传输产品上具有长期创新研发历史，保证了ADI在信号链路传输上的领先地位。ADI GMSL四通道单片解串器MAX9286可支持实现全景可视应用，并且凭借其帧同步特性能够减轻SoC负荷，此外，其数据纠错、控制通道传输，以及高级诊断功能，可助力实现非常稳定的高质量数据传输。