当前位置: 首页 > article >正文

【自动驾驶汽车通讯协议】GMSL通信技术以及加串器(Serializer)解串器(Deserializer)介绍

文章目录

      • 0. 前言
      • 1. GMSL技术概述
      • 2. 为什么需要SerDes?
      • 3. GMSL技术特点
      • 4.自动驾驶汽车中的应用
      • 5. 结论

0. 前言

按照国际惯例,首先声明:本文只是我自己学习的理解,虽然参考了他人的宝贵见解及成果,但是内容可能存在不准确的地方。如果发现文中错误,希望批评指正,共同进步。

随着自动驾驶技术和驾驶辅助系统(ADAS)的快速发展,车载摄像头成为了必不可少的传感器,这对车载数据传输提出了很高的要求。为了应对这一挑战,吉比特多媒体串行链路(GMSL, Gigabit Multimedia Serial Link)作为一种高速、长距离的串行通信技术应运而生。本文将详细介绍GMSL技术的工作原理及其在汽车领域的应用。

在这里插入图片描述

1. GMSL技术概述

GMSL技术是一种专为多媒体数据传输设计的串行链路技术,它能够在长距离上传输高清视频、音频和控制信号等大量数据,同时保持较低的功耗和电磁干扰(EMI)。GMSL技术的核心组件包括串行器(Ser)和解串器(Des),它们共同构成了SerDes(Serializer/Deserializer)系统,负责将并行数据转换为串行数据,并在接收端将串行数据恢复为并行数据。

GMSL SerDes解决方案示意图如下:
在这里插入图片描述

2. 为什么需要SerDes?

在GMSL多媒体数据传输中,SerDes(串行器/解串器)的核心任务是数据的串行化与解串行化

  • 串行化:在发送端,SerDes将来自源设备(例如摄像头)的并行数据流(例如视频)转换成高速串行数据流,以便通过单个或少量物理线路进行传输。
  • 解串行化:在接收端,SerDes将接收到的串行数据流重新转换回并行数据流(例如视频),供目标设备(例如屏幕)处理。
    **加粗样式**

具体来说,串行化有以下好处:

  1. 减少布线复杂性和成本
    • 在传统的并行总线系统中,每条数据线都需要单独的导线,随着数据通道数量的增加,线束变得非常复杂且昂贵。
    • SerDes通过将并行数据转换为高速串行数据流,大大减少了所需的物理线路数量,从而降低了线束的成本和重量。
  2. 提高传输速率
    • SerDes能够支持非常高的数据传输速率,这对于高清视频传输尤其重要。
  3. 改善信号质量
    • 高速并行总线容易受到信号完整性和电磁干扰的影响。
    • 通过使用SerDes技术,可以在更长的距离上传输高质量的信号,同时减少信号衰减和干扰。
  4. 节省空间
    • 使用SerDes技术可以减少所需的电缆数量和体积,从而节省空间并减轻重量。
  5. 提高灵活性
    • SerDes技术使得GMSL可以支持多种不同类型的连接介质,包括同轴电缆和屏蔽双绞线(STP)。
    • 这种灵活性允许制造商根据具体应用选择最合适的线缆类型,从而优化性能和成本。
  6. 功耗和散热
    • SerDes技术有助于降低功耗和减少发热,这对于汽车电子系统来说是非常重要的因素。
      在这里插入图片描述

简而言之,SerDes在GMSL多媒体数据传输中的主要任务是确保数据能够高效、准确且可靠地从发送端传输到接收端,同时最小化信号质量和传输距离带来的影响。这对于实现在汽车和其他应用环境中高速、长距离的多媒体数据传输至关重要。

3. GMSL技术特点

GMSL技术具有以下几个显著特点:

  • 高速率:GMSL1 支持的数据传输速率通常为 3Gbps 或更低。GMSL2 是第二代技术,它提升了数据传输带宽至 6Gbps,可以轻松传输 800 万像素(4K/30fps)的视频流数据;
  • 远距离:支持最长15米的屏蔽双绞线(STP)或同轴电缆传输,这对于车辆内部的布局来说是非常有利的;
  • 抗干扰性强:采用了串行传输方式,大大减少了线束的数量,满足严格的EMC要求,内置扩频功能以改善链路的电磁兼容性;
  • 支持多种数据类型:不仅可以传输视频和音频信号,还能传输控制信号,适合于多媒体系统的集成;
  • 功能安全:GMSL支持ASIL B级别的功能安全认证,适用于自动驾驶汽车相关的应用。

4.自动驾驶汽车中的应用

下面以美信公司的MAX967XX GMSL/SerDes产品为例,说明 GMSL/SerDes在ADAS中的应用。
在这里插入图片描述
上图是GMSL/SerDes应用在ADAS系统中Camera视频数据传输的示例,该产品系统具有以下特征:

  1. 控制通道错误检测和重传

    • 确保配置链接时的100%准确性
    • 可靠的通信,用于通过控制链路访问的外围设备
  2. 交叉开关

    • 并行输入到并行输出
    • 为一个主机板启用不同的摄像头模块
    • 为多个主机板启用一个摄像头模块
  3. 减少EMI/EMC

    • 可编程输出扩频谱
    • 将输入时钟传播到解串器的能力
    • 高免疫力模式,以承受控制通道的EMC容忍度
  4. 增强电缆驱动

    • 50Ω同轴或100Ω屏蔽双绞线
    • 可编程预加重和去加重允许全速15米电缆
    • 可用的线路故障监控
  5. 视窗宽度监视器和自适应均衡化

    • 内置长电缆均衡器
    • 视窗宽度监视器可以触发均衡器重新调整
  6. 最高可达1.74Gbps的灵活数据输入

    • 12.5MHz至87MHz的14位输入+ HSYNC和VSYNC
    • 36.66MHz至116MHz的12位输入+ HSYNC和VSYNC
  7. 符合AEC-Q100资格

  8. 专用帧同步GPO

5. 结论

GMSL/SerDes技术凭借其高速率、远距离传输能力和强大的抗干扰性,成为了汽车行业中多媒体数据传输的理想解决方案。随着自动驾驶技术的进步,GMSL/SerDes技术将继续发挥重要作用,推动汽车电子系统向着更高性能和更高效的方向发展。


http://www.kler.cn/a/349966.html

相关文章:

  • RoCE网络及其协议栈详解(没有中间商赚差价的网络)
  • 【Django】多个APP设置独立的URL
  • 微调Qwen2:7B模型,加入未知信息语料
  • 简洁实用的wordpress外贸模板
  • 常见的加密方式以及自定义加密工具
  • 使用 `scanpy` 观察 `AnnData` 对象内部数据结构
  • 中小型医院网站:Spring Boot框架详解
  • kali chrome 安装 hackbar
  • 16年408计算机网络
  • 【动手学深度学习】6.5 汇聚层(个人向笔记)
  • 阿里云数据库导出 | 数据管理(兼容数据库备份)
  • Java->排序
  • 影刀RPA接口_查询应用主流程参数结构
  • 上半年净利下滑85%,光峰科技能否靠“上车”扭转局面?
  • oneAPI学习-使用oneAPI 实现矩阵乘法并分析性能瓶颈
  • DINODINO v2:颠覆自监督视觉特征表示学习
  • Docker 环境下 GPU 监控实战:使用 Prometheus 实现 DCGM Exporter 部署与 GPU 性能监控
  • 力扣3158.求出出现两次数字的XOR值 python
  • tcl/perl 脚本命令学习
  • 基于SpringBoot+Vue的益农智慧服务平台【提供源码+答辩PPT+参考文档+项目部署】
  • 2017年-2021年 软件工程程序设计题(算法题)实战_c语言程序设计数据结构程序设计分析
  • 12- Cesium 中动态处理与四个圆形渐变过渡材质相关的属性
  • 【微信小程序_4_小程序view组件和swiper组件】
  • 扫雷(C 语言)
  • 尚硅谷rabbitmq2024介绍和工作模式 第4-9节 答疑
  • js 精确计算(加减乘除)