介紹ADI的三種車載攝像頭解決方案

隨著人們對(duì)車載攝像頭作用的期望越來越高，其開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)也越來越嚴(yán)峻。參與車載攝像頭設(shè)計(jì)的工程師都希望噪音數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)高速、高質(zhì)量傳輸，并在實(shí)現(xiàn)微型化的同時(shí)將熱效應(yīng)降至最低，還需滿足車載使用的噪音要求。本文將介紹 ADI 可供選擇的優(yōu)秀解決方案，以及在開發(fā)車載攝像頭時(shí)可幫助工程師解決上述問題的功能。

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車載攝像頭的發(fā)展趨勢(shì)

隨著 ADAS (高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)) 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的普及，車載攝像頭呈現(xiàn)出以下兩種趨勢(shì)：

種類和數(shù)量增加

后視攝像頭、環(huán)視系統(tǒng)、行車記錄儀、電子后視鏡越來越常見，車載攝像頭的種類和數(shù)量也在增加。未來預(yù)計(jì)每輛車的車載攝像頭數(shù)量將增加到 6 個(gè) (自動(dòng)駕駛級(jí)別 2+ (plus))，而自動(dòng)駕駛級(jí)別 3 則將增加到 12 個(gè)。

高圖像質(zhì)量

為確保更高的安全性，車載攝像頭對(duì)圖像質(zhì)量要求也越來越高。ADAS 要求像素分辨率達(dá)到 200 萬像素，預(yù)計(jì)未來將達(dá)到 600 萬像素或者更高。從成本角度考慮，因?yàn)檫^去廣泛使用的模擬攝像頭現(xiàn)在分辨率不足，所以在車載攝像頭的開發(fā)設(shè)計(jì)過程中，工程師需要解決圖像質(zhì)量高、微型化、發(fā)熱措施和降噪等相互矛盾的問題。

ADI 的車載攝像頭解決方案

ADI 為解決這些難題提供了各種解決方案，接下來為大家介紹 3 種解決方案：

GMSL (串行器、反串行器)

電源 (主電源、輔助電源)

同軸電纜供電 (發(fā)送器、接收器)

下圖 (圖1) 顯示了車載攝像頭的組件框圖，其中紅色框內(nèi)的模塊可以從 ADI 的解決方案陣容中選擇。攝像頭模塊的 CMOS 傳感器讀取的圖像通過 GMSL 接口傳輸?shù)綌z像頭控制單元 (ECU)，ECU 通過同軸電纜供電為攝像頭模塊供電，該電源疊加在通信電纜上，以下介紹每個(gè)產(chǎn)品的功能和特性。

圖1 車載攝像頭的組件框圖

攝像頭接口 GMSL 與 ADAS 兼容

提高車載攝像頭圖像質(zhì)量的挑戰(zhàn)之一是在設(shè)備間傳輸高分辨率數(shù)碼攝像頭拍攝的圖像。ADI 提供 GMSL (千兆多媒體串行鏈路) SerDes IC，可實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的串行傳輸，并且通過組合串行器 (發(fā)送器) 和反串行器 (接收器)，可在寬帶上傳輸高質(zhì)量的視頻數(shù)據(jù)。

圖2 在 ADAS 中使用 GMSL 解決方案示例

下圖 (圖3) 為 GMSL 系統(tǒng)，GMSL 串行器和反串行器支持多種接口，由于不同系統(tǒng)之間可以靈活連接，因此即使是復(fù)雜的通信也可通過簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)。ADI 有多種產(chǎn)品可供選擇，同時(shí)可提供的解決方案主要取決于所需的傳輸量。

圖3 GMSL 系統(tǒng)

GMSL 解決方案系列

串行器產(chǎn)品選擇指南

注：該表格僅展示了部分產(chǎn)品系列

反串行器產(chǎn)品選擇指南

注：該表格僅展示了部分產(chǎn)品系列

簡(jiǎn)化復(fù)雜電源配置的多種解決方案

隨著車載攝像頭數(shù)量的增加，對(duì)微型化的要求也越來越嚴(yán)格，電源電路的簡(jiǎn)化變得越來越重要，ADI 為車載電源提供了多個(gè)的電源解決方案。下圖 (圖4) 顯示了用于主電源的高壓同步反向轉(zhuǎn)換器的路線圖，不僅適用于各種電壓和電流的解決方案，同時(shí)還適用于所有車載電源應(yīng)用，工程師可以通過選擇正確的電源解決方案，用較少的集成電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電路架構(gòu)。

圖4 主電源產(chǎn)品路線圖

汽車電源通常具有輔助電源，用于轉(zhuǎn)換和輸出從主電源接收到的電力。下圖 (圖5) 顯示了輔助電源的解決方案路線圖，這些產(chǎn)品支持多種電壓和電流，因此可根據(jù)攝像頭和微控制器等電源的規(guī)格選擇最佳解決方案。



圖5 輔助電源產(chǎn)品路線圖

同軸電纜供電技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單根電纜供電

同軸電纜供電是促進(jìn)車載攝像頭微型化的技術(shù)之一，它將電源疊加到信號(hào)電纜上，實(shí)現(xiàn)了單根電纜供電。ADI 同時(shí)為攝像頭模塊和 ECU 提供同軸電纜供電解決方案，下圖 (圖6) 是使用同軸電纜供電的示例。在本例中，MAX20019 是一個(gè)降壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，由兩個(gè)尺寸僅為 3mmx2mm 的小芯片組成，被放置在攝像頭模塊的電路板上，同軸電纜供電極大地簡(jiǎn)化了通常較為繁瑣的電源電路。

目前，由于圖像質(zhì)量和多通道的要求越來越高，ADAS 對(duì)攝像頭的要求也越來越高。因此，對(duì)于作為同軸電纜功率發(fā)射器側(cè)的 ECU，有一些解決方案可以支持降壓-升壓和多通道化。

圖6 同軸電纜供電使用圖像示例

應(yīng)用示例

ADAS (高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))

車載攝像頭模塊

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總結(jié)

本文介紹了 ADI 為車載攝像頭提供的三種不同解決方案，分別為：GMSL 解決方案、電源配置解決方案和同軸電纜供電解決方案。







審核編輯：劉清