为什么摄像头接口对ADAS系统设计至关重要

看到周围的环境

无论是汽车还是公共汽车，自动驾驶汽车都需要摄像头、雷达，也许还需要激光雷达来感知周围的完整环境。使用这些传感器的组合，车辆的高级驾驶员辅助系统（ADAS）可以检测车辆所有四个侧面的世界。多个摄像机（少则五个，但通常多达八个）是系统的关键。前置和后置摄像头需要灵敏度和快速响应，以帮助交叉交通和碰撞检测，并迅速成为许多汽车和SUV的标准设备。所有环视摄像头的组合为紧急制动辅助、自适应巡航控制、盲点检测、后方交叉路口警报、车道偏离警告/自动车道保持以及即将推出的交通标志识别提供可靠的信息，因此您永远不会超过公布的速度限制。

基本摄像系统

例如，特斯拉汽车上的最新硬件套件使用NVIDIA Drive PX 2处理平台，该平台从八个摄像头，超声波传感器和雷达系统中获取数据。该平台从用于AutoCruise功能的手掌大小的节能模块扩展到能够完全自动驾驶的强大AI超级计算机。该系统可以实时了解车辆周围发生的事情，在高清地图上精确定位自己，并规划安全的前进路径。它结合了深度学习、传感器融合和环绕视觉，以改变驾驶体验。

摄像头系统的性能对于安全辅助或自动驾驶汽车至关重要。当然，摄像头分布在车辆周围，通常与CPU相距甚远。它们的性能水平决定了ADAS可以看到物体的距离、可检测到物体的尺寸以及信息可用的速度，具体取决于分辨率、动态范围和帧速率。鉴于来自这些设备的信息的关键性质，它们无法容忍高错误率。它们还具有非常高的数据速率。在环视系统中，每个摄像头通常具有分辨率为1280×800像素、帧刷新率为30 f/s的视频流。

汽车世界使用许多总线或网络，包括CAN，LIN，FlexRay，MOST，LVDS和以太网。但是视频链路所需的数据速率排除了所有这些方法的使用，LVDS和以太网除外。

更好的解决方案

在千兆多媒体串行链路（GMSL）中可以找到更好的解决方案，它提供了以太网的无压缩替代方案。因此，与以太网相比，GMSL 的数据速率提高了 10 倍，布线成本降低了 50%，EMC更好。Maxim提供MAX96707和MAX96708 GMSL串行器/解串器芯片，它们使用电流模式逻辑（CML）实现非常高的抗扰度，可通过低成本50 Ω同轴电缆或100 Ω双绞线电缆发送长达15m的数据。它们以高达 1.74Gbps 的串行比特率与百万像素相机配合使用。相机数据时钟为 12.5MHz 至 87MHz，12 位 + H/V 数据或 36.66MHz 至 116MHz，12 位 + H/V 数据（使用内部编码）。IC共享9.6kbps至1Mbps I2C控制通道彼此之间以及外部源以进行更新和设置。它们的特点是在检测到错误时自动重新传输控制数据。控制通道多路复用到串行链路上，带或不带视频通道均可使用。

MAX96707串行器IC具有可编程预加重/去加重功能，用于驱动较长的电缆。它具有视频和控制数据的错误检测功能，并具有用于双摄像头选择的交叉点开关。其串行输出提供可编程扩频。该芯片采用小型 24 引脚 4 x 4mm TQFN 封装，采用 1.7 至 1.9V 电源。最大电源电流为 88mA。

MAX96708解串器可以跟踪来自扩频串行输入的数据，芯片的自适应均衡功能大大提高了误码率。输出交叉点开关有助于提高灵活性。该 IC 的内核电源范围为 1.7 至 1.9V，而 I/O 电源为 1.7 至 3.6V。该器件采用 32 引脚 5 x 5mm TQFN 封装。

两款芯片均工作在 -40º 至 115ºC 的温度范围内，具有 ±8kV 触点和 ±15kV 空气 ESD 保护，符合 IEC 61000-4-2 和 ISO 10605 标准。两者都符合汽车标准 AEC-Q100。

当然，如果我正在设计一个自动驾驶系统，一个关键的事情就是与摄像头进行可靠的通信。我会仔细检查实际车辆设置中所有摄像头连接中的错误率，以及最坏情况下的噪音条件。在我看来，GMSL技术为这一关键领域的成功提供了最好的机会，同时满足标准并提供高可靠性。

审核编辑：郭婷