近几年不少新上市车型都大量配置各种大屏和360°全方位感知,将车内的互动发挥到极致,让车外的人与物皆浓缩到屏幕上,使之无所遁形。
智能座舱上,新晋神车理想L9,整个座舱装置HUD,方向盘交互屏、车辆中控屏、副驾娱乐屏,后舱娱乐屏,为驾驶员、前后排乘客提供了面面俱到的屏;奔驰EQS豪华三连屏横贯整个前排空间,完全取代了实体按键,整体长达1.41米的宽度,另外在前排座椅后面均配备两块12.3英寸大屏。
不难看到,车载显示屏不仅越做越大,多屏化也成为了一种趋势。车企正在车机和智能交互方面和ADAS方面打造专属特色。
这时,数据的传输速率、传输路径、稳定性、功能安全将直接关系到车企能否带给用户承诺的娱乐性和交互能力,保障人身安全。
今年7月,罗姆推出新产品——显示器用SerDes IC,通过菊花链连接和端到端数据监控功能简化视频传输路径,解决系统成本和故障风险问题,融入功能安全设计解决电子镜上的图像卡顿和仪表盘上的指示灯图标不亮等问题。
整体来看,罗姆在车载娱乐系统和ADAS应用上主要着重三类产品:其一就是在智能座舱或者ADAS领域的拳头产品,就是SerDes芯片。其二是电源芯片,具体有摄像头内部的一些PMIC产品和配合SOC所需的PMIC产品。其三是与国内SoC厂商合作了一整套的方案,可以为Tier1或者OEM客户提供整体的参考设计。
其中,摄像头用SerDes IC、LVDS接口IC处于量产阶段,摄像头用PMIC于今年5月推出,显示器用SerDes IC为其新产品,于7月份推出,并且SoC用PMIC正在开发中。
SerDes IC简化视频传输路径,支持更多屏幕
罗姆半导体(上海)有限公司技术中心经理陈行乐指出,SerDes IC具体有两大应用,其中一个应用是摄像头,一个是显示屏。考虑到自动驾驶或者智能座舱的应用,摄像头在车上布局是越来越多。从摄像头模块到车载SoC之间需要设一对SerDes产品,把SoC的信息传递到屏端需要一对SerDes产品。
SerDes IC其实是一种把并行的数据串行化,然后进行高速的传输,最后把串行数据再还原成并行数据分发出去的一对芯片。其中的串行器(Serializer)用来将数据转换为易于高速传输的形式(将并行总线转换为串行总线),解串器(Deserializer)用来将传输的数据转换为原格式(将串行总线转换为并行总线)。
可以理解为在高速公路岔口有几条乡间的小路,并行的汽车驶过来以后,通过串行的技术把汽车一辆一辆顺序排好在高速公路上行驶,然后又回到了另外一个乡间小路上,把汽车一辆一辆通过并行的方式再分发出去,相当于一个串行再解串的一个过程。
继承了自2021年6月开始量产的车载摄像头模块用的SerDes IC的低功耗、低噪声等特点,罗姆的显示器用SerDes IC非常适用于视频传输路径日益复杂的下一代车载显示器。
普通的SerDes IC需要成对连接串行器和解串器才能传输视频,而罗姆的SerDes IC可以用菊花链方式连接解串器,因此可通过单个串行器将视频传输给多个路径。
陈行乐解释称,考虑到电动汽车的屏的数量相比以往确实越来越多了,五座车最典型的应用需求就是仪表、中控、副驾、后排两个屏共五屏,甚至于七座的话后面还有更多的屏。当然现在电子化了以后,电子后视镜也可以理解为是一个屏,当然还会有比较新奇的设计是在汽车的A柱上会加入两个屏。屏的数量的增多,这就考虑到,相比于每支持一个屏都需要一对SerDe来对应的传统方案,采用菊花链技术的话,可以用一个串行器加两个解串器就可以实现三个平台信号的输出。也就是说,通过菊花链的方式可以节省一个串行器和一些线缆,从整体成本来说也是节约了很多。
此外,作为支持全高清分辨率的SerDes IC,具有通过比较CRC值来端到端(从SoC到显示器)监控视频数据是否已被正确传输的功能,有助于提高应用产品的功能安全。
该产品符合汽车电子产品可靠性标准AEC-Q100,可确保车载应用所需的高可靠性。另外,串行器“BU18TL82-M”支持输入接口OpenLDI和MIPI-DSI,因此适用于各种SoC。
在降低功耗上,已量产的摄像头用SerDes IC可根据分辨率优化传输速率的功能,用更小的功率传输所需分辨率的数据,这将非常有助于降低应用产品的功耗。陈行乐称,例如应用于200万像素30帧的摄像头时,通过传输速率的优化,最多可以削减27%的功耗。若应用于30万或者500万像素,数据有些不一样,基本上可以削减20%-30%的功耗。而且具有展频功能,可显著降低噪音。这两大特点同样适用于显示器用SerDes IC。
显示器用SerDes IC已于2022年7月开始出售样品,预计将于2022年9月开始暂以月产20万个的规模投入量产。前期工序的生产基地为ROHM Hamamatsu Co., Ltd.(日本滨松市),后期工序的生产基地为ROHM Electronics Philippines, Inc.(菲律宾)。
PMIC把摄像头模块做得越来越小
无论自动驾驶或者是智能座舱,摄像头的路数也越来越多。考虑到做到美观,摄像头模组的尺寸也会做得越来越小,这就对半导体厂商也提出了考验:要把摄像头模块的芯片做得越来越小。
陈行乐表示,相比以往摄像头模块里面给CMOS供电或者给串行器供电的分立电源方案,罗姆有更紧凑的PMIC产品,代替原先这种单路的DCDC或者LDO的产品,PMIC产品把封装尺寸或者总体的PCB布板面积都能减少不少,也就意味着客户可以把摄像头模块做得特别小,也越来越美观。比如说在左右后视镜上面做一个这样的产品,从远处看的话就几乎觉察不到这里有一个摄像头。
罗姆的车载摄像头用BD868xxMUF-C符合ISO 26262及其ASIL-B标准,在罗姆的功能安全品牌ComfySIL™系列产品中,属于满足其最高等级要求的产品。其内置3个DC/DC和1个LDO,3.5mm见方的业界超小封装可减少安装面积。内置异常状态通知机构可以检测电压异常等状况,如过电压检测、欠压检测、过电流检测、温度监测,并通过I2C反馈,支持不同制造商的CMOS图像传感器。与以往产品比较,新产品(包括外围元器件)的电路板安装面积约减少25%,既可满足行业小型化需求,又可支持功能安全。
持续推进与SoC厂商和OEM的合作
今年7月份,罗姆和车规芯片企业——芯驰科技已经达成了车载领域的先进技术开发合作伙伴关系。双方合作开发了一整套评估板系统,参考板在芯驰的核心板SoC的基础上,外围加入了罗姆的SerDes和PMIC产品。
其中SerDes DEMO目前可支持四块显示屏,主要有仪表、中控,以及后排的两块娱乐信息显示。这是一个可以同时支持四块屏的智能座舱解决方案。
芯驰科技智能座舱SoC X9系列据了解可以提高智能座舱等各种车载应用的性能,目前已被众多汽车制造商采用。
同时,搭载了SoC用PMIC的电路板也在开发中:由芯驰的SoC和罗姆的PMIC产品做成的一整套参考设计,预计于2023年上半年开始提供。