使用MIPI CSE实现汽车和数字生态系统的功能安全

如今，汽车行业正在经历一场先进的发展，需要不断提高的位深度、帧速率、摄像头和显示分辨率，以及最重要的功能安全性。为了应对这些挑战并支持未来的架构，MIPI联盟开发了MIPI汽车SerDes解决方案 （MASS）， 这是一个端到端框架，用于连接传感器、摄像头、显示器和许多其他具有功能安全性的行业标准协议。在本博客中，我们将回顾 MIPI CSE™（相机服务扩展）的功能和细微差别，MIPI 连接框架中的关键组件之一，并解释 MIPI 解决方案的 Synopsys 验证 IP （VIP） 如何提供一套全面的方法、验证和生产力功能来支持这些协议。

什么是MIPI CSE？

在MASS发布之前，汽车行业必须依赖SerDes协议或为外围组件和CPU之间的远程通信提供自己的功能安全解决方案。主要是由于缺乏标准和支持网络架构，供应商的选择受到限制，规模经济受到限制，设计复杂性和费用增加。

MASS包括一套广泛采用的协议，用于数十亿设备的高层应用，现在开始在汽车行业使用。MIPI CSE 协议是 MASS 套件的一部分，扩展了 MIPI CSI-2（相机串行接口 2®）协议的功能以支持功能安全，使基于 MAS 的应用能够满足 ISO 26262 标准的功能安全要求。

将 MIPI CSI-2 与 MIPI CSE 结合使用

MIPI 相机接口、传感器和应用处理器可以相互通信，为汽车、无人机、智能手机、平板电脑和其他设备提供先进的成像功能、高分辨率图像和丰富的色彩。MIPI CSI-2是高速摄像头和成像接口最广泛采用的协议，可以通过在汽车应用中使用MIPI CSE来改进，以添加一些扩展功能，如功能安全和安保，如下图所示。

图 2：MIPI CSE 架构

MIPI CSE协议通过标准化和简化流程，有助于将高性能图像传感器集成到下一代车辆和物联网设备中。MIPI CSE还为MIPI CSI-2增加了用于下一代图像传感器应用的新功能，例如下面列出的应用。

使用 MIPI CSE 实现功能安全

MIPI CSE支持的功能安全利用三个主要功能进行图像数据传输：

循环冗余校验 （CRC-32）

框架计数器

消息计数器

图 3：MIPI CSE 的功能安全特性

MIPI CSE包括两种类型的协议，以确保图像和控制数据的功能安全：

CSE_i（图像数据传输）– 在CSE_i中，SEP（服务扩展数据包）格式提供从传感器到其相关ECU的端到端数据保护机制。SEP 支持从起点到目的地的 E2E 保护，无论 PHY 设备可以是 A-PHY/C-PHY/DPHY。

CSE_c（控制数据传输）– CSE_c，传感器和相关ECU之间的控制通道由ESS-CCI（增强型相机命令接口的安全性）协议进行端到端保护。

由源创建并传输到接收器的 SEP 数据包可以在两者之间修改或销毁，如果系统中的所有组件（即源和接收器）都支持 MIPI CSE，则可以检测到这些数据包。

结论

汽车技术的发展速度比以往任何时候都快，电子元件在新汽车的设计和成功运行中从未像今天这样发挥更核心的作用。使用MIPI Automotive SerDes解决方案，包括MIPI CSI-2和MIPI CSE，汽车制造商将能够集成新的和新兴的安全措施，如低延迟倒车摄像头、标志检测传感器和360度摄像头。除汽车应用外，MIPI CSE的功能也是其他安全关键应用的理想选择。

Synopsys VIP for MIPI CSI-2 与 Synopsys Verdi Protocol Analyzer 调试解决方案以及 Synopsys Verdi®® Performance Analyzer 原生集成。Synopsys VIP 可以在运行时动态切换速度配置，并包括一组广泛且可自定义的帧生成和错误注入功能。

在 SoC 上运行系统级有效负载需要更快的基于硬件的预硅解决方案。基于 Synopsys IP 的 Synopsys 事务处理器、内存模型、混合和虚拟解决方案可在业界最快的验证硬件、Synopsys ZeBu® 仿真和 Synopsys HAPS® 原型系统上实现各种验证和确认用例。

审核编辑：郭婷