隨著我們朝著自動(dòng)駕駛汽車的廣泛使用邁進(jìn)，對(duì)越來越多的汽車傳感器的需求變得越來越明顯。攝像頭是幫助自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展所需的關(guān)鍵傳感器之一。隨著新應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，汽車中的攝像頭數(shù)量正在迅速增加。除此之外，隨著基于攝像頭的應(yīng)用從小批量高檔車輛轉(zhuǎn)向大批量標(biāo)準(zhǔn)車輛市場(chǎng)，相機(jī)應(yīng)用的占用率繼續(xù)增加。圖1顯示了快速增長(zhǎng)的汽車攝像頭市場(chǎng)。

圖1.汽車攝像頭市場(chǎng)。

預(yù)計(jì)這一增長(zhǎng)趨勢(shì)將持續(xù)到2025年以后，支持多達(dá)20個(gè)攝像頭的車輛在不久的將來將成為現(xiàn)實(shí)。

隨著相機(jī)數(shù)量的增加，對(duì)更高相機(jī)分辨率的需求也在繼續(xù)。這種分辨率的提高是由兩個(gè)主要因素驅(qū)動(dòng)的。第一個(gè)因素是需要支持更多的ADAS功能，因?yàn)檫@些功能需要更高的分辨率來實(shí)現(xiàn)更大、更精確的功能。第二個(gè)因素是需要顯示更高質(zhì)量的圖像，因?yàn)橄M(fèi)者現(xiàn)在需要與智能手機(jī)的高分辨率顯示器相媲美的出色視覺質(zhì)量。

這里的問題是智能手機(jī)的使用壽命明顯短于汽車，因此，汽車制造商需要確保他們?cè)谏a(chǎn)開始時(shí)實(shí)施最新的顯示技術(shù)，以便他們的顯示系統(tǒng)盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保持相關(guān)性。

原始設(shè)備制造商 （OEM） 繼續(xù)增加他們使用的顯示器的尺寸和分辨率。因此，在這些更大和更高分辨率的顯示器上顯示相機(jī)圖像時(shí)，需要更高分辨率的相機(jī)，因?yàn)槭褂矛F(xiàn)有的標(biāo)清 （SD） 相機(jī)會(huì)導(dǎo)致非常糟糕的用戶體驗(yàn)。低分辨率攝像頭會(huì)導(dǎo)致視頻質(zhì)量不佳。此外，許多不需要的視覺偽像（如網(wǎng)點(diǎn)爬行和顏色泄漏）在這些顯示器上清晰可見，因此，使用標(biāo)清相機(jī)驅(qū)動(dòng)這些顯示器不再被接受。為了提供更好的客戶體驗(yàn)，需要高清 （HD） 攝像機(jī)。

添加這些相機(jī)是有代價(jià)的。這種成本不僅限于增加的傳感器和圖像處理成本，還包括通過車輛線束中的銅線將視頻數(shù)據(jù)從攝像頭傳輸?shù)教幚韱卧?。用于車載攝像頭鏈路的額外銅線似乎不是一個(gè)大問題，但由于車輛線束是汽車中第三昂貴的組件（僅次于發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤），布線和連接器的選擇對(duì)汽車 OEM 至關(guān)重要。線束一次制造一個(gè)，消耗高達(dá)整輛車勞動(dòng)力成本的 50%。線束也是第三重的部件1在車內(nèi)（底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)后面）。事實(shí)證明，將這些線束插入車輛在車輛生產(chǎn)線上越來越成問題，任何額外的制造步驟都會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)成本。隨著我們轉(zhuǎn)向更多地使用電動(dòng)汽車，必須避免為車輛增加任何額外的重量，其中任何額外的重量都會(huì)直接影響車輛的續(xù)航里程。隨著許多新傳感器的不斷推出，以及預(yù)測(cè)到2020年將有多達(dá)220億個(gè)汽車傳感器，這個(gè)問題只會(huì)越來越嚴(yán)重。任何能夠減輕線束重量和成本的技術(shù)都受到歡迎，并為汽車原始設(shè)備制造商提供了巨大的吸引力。

為了解決這個(gè)問題，ADI公司（ADI）開發(fā)了一種名為車載攝像頭總線（C2B?），這是唯一針對(duì)車載攝像頭鏈接優(yōu)化的技術(shù)之一，可解決上述問題。C2B 包含三個(gè)主要的解決方案定義標(biāo)準(zhǔn)：

通過重復(fù)使用現(xiàn)有的 SD 非屏蔽雙絞線 （UTP） 電纜和連接器基礎(chǔ)設(shè)施，提供最簡(jiǎn)單的高清升級(jí)路徑。

使用此基礎(chǔ)架構(gòu)支持具有出色視覺質(zhì)量的高清視頻。

使用此基礎(chǔ)架構(gòu)滿足所有汽車 EMI/EMC 要求。

圖2.C2B 為相機(jī)系統(tǒng)提供了許多優(yōu)勢(shì)。

攝像頭是車內(nèi)數(shù)據(jù)帶寬最高的傳感器之一。隨著這些更高分辨率相機(jī)的遷移，帶寬不斷增加?，F(xiàn)有的SD車載攝像頭鏈路解決方案使用帶寬較低的基礎(chǔ)設(shè)施，例如非屏蔽雙絞線電纜和非屏蔽連接器。這是可能的，因?yàn)闃?biāo)清攝像機(jī)的帶寬要求低于高清，而且標(biāo)清傳輸標(biāo)準(zhǔn)（如NTSC）使用多級(jí)傳輸方案來進(jìn)一步減少電纜和連接器需要支持的帶寬。SERDES（也稱為L(zhǎng)VDS）等解決方案要求轉(zhuǎn)向電纜和連接器，例如同軸或屏蔽雙絞線（STP），這些電纜和連接器能夠支持比UTP高得多的帶寬。這是因?yàn)槟壳暗腟ERDES解決方案使用不歸零（NRZ）信令，不使用多級(jí)信令，因此具有更高的電纜和連接器帶寬要求。這些性能更高、帶寬更高的電纜和連接器增加了線束的成本和重量。

C2B 允許通過此現(xiàn)有的 SD UTP 電纜和連接器基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送高清分辨率視頻。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，C2B利用多級(jí)信令來降低高清視頻傳輸?shù)膸捯?。C2因此，B 提供了從 SD 攝像機(jī)到高清攝像機(jī)的最簡(jiǎn)單升級(jí)路徑，而無(wú)需更改現(xiàn)有的電纜和連接器基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于 OEM 來說，這是一個(gè)有價(jià)值、經(jīng)濟(jì)高效且資源豐富的解決方案。

重復(fù)使用非屏蔽雙絞線電纜的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它允許連接到主機(jī)和相機(jī)電子控制單元（ECU）上已有的多用途塊連接器的自由引腳。這避免了使用SERDES技術(shù)所需的專用單個(gè)連接器，并且增加了系統(tǒng)解決方案的成本，同時(shí)占用了已經(jīng)空間受限的主機(jī)和攝像頭ECU模塊的寶貴空間。

圖3.C2B 信號(hào)鏈。

該 C2選擇 B 傳輸格式是為了為該汽車用例提供最大的魯棒性。與其他解決方案相比，信令方案可將電纜帶寬要求降低 10×。重用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施可以大大簡(jiǎn)化對(duì)高清攝像機(jī)的升級(jí)，而無(wú)需對(duì)新基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行認(rèn)證，因?yàn)楝F(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過多年的驗(yàn)證。此外，由于 C 使用的優(yōu)化傳輸方案2B技術(shù)，它支持更長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度（長(zhǎng)達(dá)30米），使OEM能夠自由支配其基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)，并消除其他技術(shù)的限制。

C語(yǔ)言數(shù)據(jù)格式的選擇2選擇 B 傳輸是為了提供優(yōu)于現(xiàn)有電纜和連接器基礎(chǔ)設(shè)施的出色視頻質(zhì)量和卓越的 EMI/EMC 性能。高清視頻質(zhì)量在支持較低帶寬的基礎(chǔ)設(shè)施上保持，特別注重保持所有高頻視覺質(zhì)量細(xì)節(jié)并提供真正出色的視頻體驗(yàn)。卓越的視頻質(zhì)量已通過按照最新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的重要視頻質(zhì)量測(cè)試得到驗(yàn)證。

雖然多級(jí)信令提供了通過低成本電纜和連接器支持高分辨率相機(jī)的機(jī)會(huì)，但它并非沒有挑戰(zhàn)。由于基礎(chǔ)設(shè)施沒有屏蔽來提供對(duì)侵略者的保護(hù)或提供輻射衰減，因此收發(fā)器設(shè)計(jì)對(duì)于確保低輻射和高抗擾度性能以滿足嚴(yán)格的汽車EMI/EMC要求至關(guān)重要。C2B是為汽車行業(yè)定義和設(shè)計(jì)的，從一開始就滿足了這一要求，并已被證明非常堅(jiān)固，可以滿足所有汽車EMI / EMC要求。

C2B支持許多其他功能，包括通過同一根非屏蔽雙絞線電纜進(jìn)行邊帶控制通信，從而支持遠(yuǎn)程配置相機(jī)模塊，以進(jìn)一步簡(jiǎn)化相機(jī)設(shè)計(jì)。C2B 還提供凍結(jié)幀檢測(cè)，這是許多 OEM 的關(guān)鍵要求。

C2包括ADV7990、ADV7991、ADV7380和ADV7381在內(nèi)的B類產(chǎn)品現(xiàn)已投產(chǎn)。

圖4.C2B 集成電路。

C2B 提供了一個(gè)優(yōu)化的解決方案，可在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施上輕松從 NTSC 升級(jí)到高清攝像機(jī)，同時(shí)提供出色的視頻質(zhì)量和強(qiáng)大的 EMI/EMC 性能。這項(xiàng)令人興奮的新技術(shù)具有許多優(yōu)勢(shì)，并實(shí)現(xiàn)了最佳的系統(tǒng)解決方案，以緩解在車內(nèi)連接多個(gè)攝像頭的日益嚴(yán)重的問題。

審核編輯：郭婷