自動駕駛、無線傳輸，汽車電子發(fā)展的終極是什么?

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

不久前，我遇到兩位睿智和富有遠(yuǎn)見的TI公司汽車部門員工，與他們就快速增長的汽車電子領(lǐng)域的未來進(jìn)行了討論。全球汽車通信部門的Sonya Terry把我介紹給了汽車解決方案營銷經(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)整個車輛內(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)的一對雙絞線上受益匪淺，見圖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FPD-Link II發(fā)展到現(xiàn)在的FPD-Link III，見圖3。

圖3：FPD-Link技術(shù)的演進(jìn)。

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

FPD-Link II帶來了“多合一”;現(xiàn)在它支持2根信號線加上控制線，速度可達(dá)1.8Gbps。電纜長度延長到10米，而重量更輕。這種電纜沒有地電流，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，它通過改善“眼圖”補(bǔ)償電纜類型、長度、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，如RGB、YUV、OpenLDI(FPD-Link)、MIPI CSI-2和HDMI。

圖4：存在多種系統(tǒng)接口選項時，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和類似平板電腦的體驗(yàn)。

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

百萬像素的攝像機(jī)

還有一種針對百萬像素輔助駕駛攝像機(jī)應(yīng)用開發(fā)的FPD-Link III SERDES芯片組，見圖7和圖8所示。

圖7：通過使用SERDES芯片組，無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?信息將通過各種標(biāo)準(zhǔn)傳送給CPU，見圖8。

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

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，下一步可能就是簡化汽車電纜協(xié)議。

自動駕駛汽車是發(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信，未來汽車中將只有一個傳感器融合盒中心用于檢測和控制。

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

電機(jī)和扭矩傳感器1

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

圖10：在未來的自動駕駛汽車中，傳感器處理將在整個汽車外設(shè)中發(fā)生，以便將信號和命令發(fā)送給汽車的機(jī)械部件(圖片來自參考文獻(xiàn)2)。

無線是數(shù)據(jù)傳輸中的終極步驟

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

電動汽車上的48V電路板

我們最后的討論集中于電動汽車的電力能源、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)計師來自于新罕布什爾州曼徹斯特市的1999 Unitrode and Benchmarq收購團(tuán)隊)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)績記錄。我認(rèn)為這個團(tuán)隊在不遠(yuǎn)的將來將提供更多新的和令人興奮的解決方案。