
隨著電子信息技術(shù)和汽車產(chǎn)業(yè)的深度融合,汽車產(chǎn)業(yè)已出現(xiàn)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化的趨勢(shì)特點(diǎn)。智能電動(dòng)汽車作為新興的移動(dòng)出行服務(wù)的智能終端,其技術(shù)涵蓋傳統(tǒng)汽車技術(shù)、三電新能源汽車技術(shù)、自動(dòng)駕駛技術(shù)、域控制器及車載以太網(wǎng)應(yīng)用、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)等核心科技,深刻改變了人類的生產(chǎn)方式和生活形式。然而近些年動(dòng)力鋰電池燃燒和因電池故障導(dǎo)致的召回事件頻繁發(fā)生,消費(fèi)者對(duì)智能電動(dòng)汽車的關(guān)注由“里程焦慮”逐漸轉(zhuǎn)移到“安全焦慮”。安全問(wèn)題開(kāi)始成為決定智能電動(dòng)汽車能否成為主流交通工具的關(guān)鍵要素之一。
自從2018年通過(guò)德國(guó)萊茵取得了ISO 26262開(kāi)發(fā)流程認(rèn)證,羅姆(ROHM)就正式進(jìn)軍功能安全領(lǐng)域。而且在2021年ROHM還專門(mén)推出功能安全品牌ComfySIL?,將功能安全的概念融入到具體產(chǎn)品當(dāng)中去。
據(jù)羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司技術(shù)中心經(jīng)理陳行樂(lè)介紹說(shuō):“ISO 26262是汽車電子、電氣系統(tǒng)相關(guān)的‘功能安全’國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。要滿足該標(biāo)準(zhǔn)需要準(zhǔn)備很多資源,比如添加用來(lái)實(shí)現(xiàn)‘功能安全’的電路,準(zhǔn)備100多個(gè)工作成果物,以及建立嚴(yán)格的管理制度并編制相應(yīng)的表單。而滿足ISO 26262開(kāi)發(fā)流程的產(chǎn)品,可以簡(jiǎn)單地理解為在這個(gè)流水線上生產(chǎn)出來(lái)的芯片全都符合功能安全。ROHM的ISO 26262產(chǎn)品可以為客戶減少應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工時(shí)。”
汽車智能化的不斷發(fā)展對(duì)汽車電子和零部件的要求也越來(lái)越高。ROHM可為新一代電動(dòng)汽車提供完備的解決方案,從車載電機(jī)、圖形芯片、互聯(lián)網(wǎng),到攝像頭用PMIC、SoC用PMIC、超聲波聲吶AFE IC,再到液晶顯示芯片組、LED驅(qū)動(dòng)器、LVDC接口IC、顯示器用SerDes IC、攝像頭用SerDes IC。
ROHM在汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)和ADAS領(lǐng)域?qū)嵙?qiáng)勁。一是因?yàn)镽OHM擁有自創(chuàng)品牌Nano,包括Nano Cap?、Nano Pulse Control?和QuiCur?,將這些技術(shù)融入到具體的產(chǎn)品當(dāng)中,比如LDO和DCDC產(chǎn)品,可以使產(chǎn)品小型化,同時(shí)外圍器件、元器件數(shù)量更少,實(shí)現(xiàn)低功耗。二是ROHM在SoC參考設(shè)計(jì)上有優(yōu)勢(shì),ROHM不僅與海內(nèi)外的SoC制造商合作推出整體的參考設(shè)計(jì),還提供已驗(yàn)證的優(yōu)化電源,可大幅縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。三是ROHM注重安全,ROHM推出ComfySIL?系列品牌,支持功能安全,通過(guò)具有自我診斷功能的電源監(jiān)控IC,可檢測(cè)出系統(tǒng)的異常情況,這也是未來(lái)車載產(chǎn)品在市場(chǎng)上的大趨勢(shì)。四是ROHM提供完備的技術(shù)支持,ROHM在中國(guó)有北京、上海和深圳三大技術(shù)中心,可為客戶提供線上和線下的技術(shù)支持。比如,使用在線仿真工具評(píng)測(cè)客戶實(shí)際的設(shè)計(jì);與客戶緊密交流,提供線下調(diào)試等技術(shù)支持工作。
正是看中了ROHM在車載市場(chǎng)中的實(shí)力,日前,芯馳科技與ROHM締結(jié)了車載領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)合作伙伴關(guān)系,ROHM的SerDes IC和PMIC等產(chǎn)品被應(yīng)用到芯馳科技中高端SoC“X9H”的參考板上,以提高智能座艙等各種車載應(yīng)用的性能。
ROHM SerDes IC知多少
ROHM在智能座艙和ADAS領(lǐng)域的拳頭產(chǎn)品是SerDes IC。SerDes IC具體有兩大應(yīng)用,其中一個(gè)是攝像頭,另一個(gè)是顯示器。由于自動(dòng)駕駛和智能座艙的廣泛應(yīng)用,攝像頭在車上的布局越來(lái)越多,而且現(xiàn)在上市的新車,除了液晶儀表與中控大屏,甚至副駕駛的前方和后排座上也會(huì)有越來(lái)越多的屏幕,所以ROHM認(rèn)為SerDes IC有廣泛的發(fā)展空間。
陳行樂(lè)解釋說(shuō):“SerDes IC其實(shí)是一種把并行的數(shù)據(jù)串行化,然后進(jìn)行高速的傳輸,最后把串行數(shù)據(jù)再還原成并行數(shù)據(jù)分發(fā)出去的一對(duì)芯片?!?
那么ROHM推出的SerDes IC有什么特點(diǎn)呢?具體來(lái)說(shuō)它有兩大特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn)是傳輸速率可優(yōu)化,傳輸速率優(yōu)化功能有助于降低車載攝像頭模塊的功耗。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,其實(shí)現(xiàn)在車?yán)锩鏀z像頭的數(shù)量比較多,但是根據(jù)不同的應(yīng)用,攝像頭有前視后視,具體應(yīng)用到的攝像頭像素也不一樣,所以這就涉及到傳輸不同像素的攝像頭,可以分別設(shè)置不同的傳輸速率,和以往傳統(tǒng)的固定傳輸速率相比,ROHM可以將功耗做得更低且有EMI的改善。從下圖最右邊可以看到,以往普通的產(chǎn)品有相當(dāng)于三個(gè)臺(tái)階的傳輸速率,即2Gbps、3Gbps和4Gbps,但ROHM的SerDes IC可以在每一個(gè)臺(tái)階范圍內(nèi)做微調(diào),相當(dāng)于覆蓋這個(gè)攝像頭像素范圍以內(nèi),做精準(zhǔn)的傳輸速率的設(shè)置,這樣可以把功耗做得更低。
第二個(gè)特點(diǎn)是展頻功能,內(nèi)置傳輸速率優(yōu)化功能和展頻功能有助于減少EMI對(duì)策的設(shè)計(jì)工時(shí)。EMI噪音是讓工程師比較頭疼的事情。因?yàn)樵谕凰俾暑l率的基礎(chǔ)上,如果加入四路攝像頭,EMI噪聲會(huì)比較大。而ROHM主要通過(guò)“傳輸速率優(yōu)化”和“展頻”這兩個(gè)功能去解決。首先是傳輸速率優(yōu)化,通過(guò)設(shè)置每個(gè)通道所需的傳輸速率,在第一階段減低EMI噪音,在第二階段開(kāi)啟展頻,這相當(dāng)于把頻譜拓寬了,尖峰又可以降低一點(diǎn),所以可以大大地減少EMI對(duì)策設(shè)計(jì)的工時(shí),工程師在測(cè)試EMI的時(shí)候也可以減少很多困擾。
ROHM顯示器用SerDes IC,讓智能出行精彩又安全
近年來(lái),隨著電子后視鏡和液晶儀表盤(pán)的普及,每輛車安裝的屏幕數(shù)量隨之增加,視頻傳輸路徑也變得更加復(fù)雜,這必然會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)成本和故障風(fēng)險(xiǎn)增加,所以簡(jiǎn)化視頻傳輸路徑,融入功能安全設(shè)計(jì)變得非常必要。ROHM近日發(fā)布面向多屏化趨勢(shì)下的車載顯示器領(lǐng)域的SerDes IC——BU18xx82-M系列產(chǎn)品(一款串行器BU18TL82-M和一款解串器BU18RL82-M)。新產(chǎn)品通過(guò)菊花鏈連接和端到端數(shù)據(jù)監(jiān)控功能解決了這些難題。
該新品具有四大特點(diǎn)。一是它采用菊花鏈連接方式,可簡(jiǎn)化視頻傳輸路徑,為客戶節(jié)約成本。二是它可以實(shí)現(xiàn)端到端數(shù)據(jù)監(jiān)控,確認(rèn)視頻數(shù)據(jù)是否被正確地從SoC傳輸?shù)斤@示器,有助于實(shí)現(xiàn)功能安全。三是它的產(chǎn)品陣容完整,支持各種CMOS圖像傳感器和SoC。四是它繼承了自2021年6月開(kāi)始量產(chǎn)的車載攝像頭模塊用的SerDes IC“BU18xMxx-C”的低功耗、低噪聲等特點(diǎn)。
ROHM可通過(guò)解串器傳輸影像,實(shí)現(xiàn)菊花鏈連接。陳行樂(lè)表示,考慮到未來(lái)電動(dòng)汽車屏的數(shù)量會(huì)越來(lái)越多的情況,比如五座車最典型的應(yīng)用需求是儀表、中控、副駕、后排,將會(huì)有五個(gè)屏,而七座車會(huì)有更多的屏。在汽車電子化、智能化了之后,電子后視鏡也可以理解為一個(gè)屏,還可能會(huì)有比較新奇的設(shè)計(jì),比如在汽車的A柱上加入兩個(gè)屏等。相比于以往的方案(下圖中的灰色鏈路),SerDes IC需要成對(duì)連接串行器和解串器才能傳輸視頻,但是采用菊花鏈技術(shù)的話,如果同樣驅(qū)動(dòng)這幾個(gè)屏,用一個(gè)串行器加兩個(gè)解串器就可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)平臺(tái)信號(hào)的輸出,其中第二個(gè)解串器是掛在第一個(gè)解串器上面的。通過(guò)菊花鏈的方式可以節(jié)省一個(gè)串行器和一些線纜,有助于降低應(yīng)用產(chǎn)品的系統(tǒng)成本和故障風(fēng)險(xiǎn)。
除此之外,新產(chǎn)品作為支持全高清分辨率的SerDes IC,具有通過(guò)比較CRC*值來(lái)端到端*(從SoC到顯示器)監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)是否已被正確傳輸?shù)墓δ?,能進(jìn)一步提高應(yīng)用產(chǎn)品的功能安全。
關(guān)于ROHM的LVDS接口。陳行樂(lè)表示,使用LVDS接口IC,可進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換并增強(qiáng)功能安全。以往產(chǎn)品存在“當(dāng)SoC或SerDes發(fā)生異常時(shí),無(wú)法顯示警告燈”的問(wèn)題,而使用ROHMBU92RTF82之后,利用OSD功能,可處理SoC異常、SerDes傳輸錯(cuò)誤的問(wèn)題,SoC處理的負(fù)荷小,可通過(guò)SoC控制顯示圖標(biāo)選擇和顯示位置等。這一系列的產(chǎn)品,目前有兩款在量產(chǎn)階段,一款是帶OSD的BU92RTF82,另一款是可以支持更高分辨率5K的BD92RE44,是eDP格式信號(hào)輸入,每個(gè)lane支持2.7Gbps的傳輸速率。
集小巧與安全為一體的ROHM車載攝像頭用PMIC
為了保證電動(dòng)汽車的行車安全,消費(fèi)者對(duì)于車載攝像頭的需求也逐步從后視向側(cè)視、環(huán)視、前視、內(nèi)視多個(gè)方位拓展,用于捕捉外部環(huán)境中的車輛、行人、車道線、路標(biāo)等信息,以及識(shí)別車內(nèi)駕駛員狀態(tài)的車載攝像頭的數(shù)量將會(huì)越來(lái)越多,而考慮到美觀,要把攝像頭內(nèi)部的模組的芯片做得越來(lái)越小,這就對(duì)半導(dǎo)體廠商提出新的考驗(yàn)。相比以往攝像頭模組里面給CMOS供電或者給串行器供電的分立電源方案,ROHM有更緊湊的PMIC產(chǎn)品。
“相較于原先單路的DC-DC或者LDO產(chǎn)品,PMIC可以把封裝尺寸或者總體的PCB布板面積減少不少,這就可以將攝像頭的模組做得特別小,也越來(lái)越美觀。比如說(shuō)我們可以在左右后視鏡上面做一個(gè)這樣的產(chǎn)品,但是在遠(yuǎn)處看卻幾乎覺(jué)察不到這里有一個(gè)攝像頭?!标愋袠?lè)介紹說(shuō)。
ROHM車載攝像頭用PMIC——BD868xxMUF-C也融入了功能安全生產(chǎn)流程體系,即符合ISO 26262和ASIL-B標(biāo)準(zhǔn)。并且在ROHM的功能安全品牌ComfySIL?系列產(chǎn)品中,它屬于滿足其最高等級(jí)要求的產(chǎn)品。此外,BD868xxMUF-C還內(nèi)置3個(gè)DC-DC系統(tǒng)和1個(gè)LDO系統(tǒng),擁有3.5mm見(jiàn)方的業(yè)界超小封裝,同時(shí)配有先進(jìn)的異常狀態(tài)通知機(jī)構(gòu),內(nèi)置可以檢測(cè)CMOS圖像傳感器和串行器異常工作情況的機(jī)構(gòu),有一部分寄存器存放芯片狀態(tài)的,通過(guò)透穿技術(shù)可以實(shí)時(shí)地了解到芯片過(guò)壓,過(guò)流,過(guò)溫等異常狀況,從而保證產(chǎn)品的安全可靠性。
BD868xxMUF-C還可以支持不同的CMOS圖像傳感器的時(shí)序控制和電壓。陳行樂(lè)解釋說(shuō):“因?yàn)楦鱾€(gè)制造商的CMOS圖像傳感器每一路的電壓、電流和功耗都不一樣,包括CMOS圖像傳感器上電的時(shí)候,都是需要有時(shí)序控制,所以把時(shí)序控制也放在PMIC產(chǎn)品內(nèi)部當(dāng)中去,可以定制化地為客戶提供對(duì)應(yīng)的時(shí)序?!?
現(xiàn)階段ROHM車載攝像頭用PMIC的產(chǎn)品有BD868A0/B0/C0/C1/D0。未來(lái),ROHM會(huì)通過(guò)增加輸出通道的數(shù)量和進(jìn)一步強(qiáng)化功能安全等,推進(jìn)開(kāi)發(fā)滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。并且現(xiàn)在計(jì)劃開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品將會(huì)在PMIC內(nèi)部加入非易失性存儲(chǔ)器,強(qiáng)化異常狀態(tài)機(jī)構(gòu)。非常值得期待。
陳行樂(lè)表示,今后ROHM將繼續(xù)開(kāi)發(fā)既可以減少安裝面積和功耗,又有助于提高可靠性的車載IC,為促進(jìn)電動(dòng)汽車普及,提升智能出行的安全性持續(xù)貢獻(xiàn)力量。
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