解决音视频传输问题，开辟自动化驾驶趋势下未来完美第三生活空间

用创新技术解决音视频传输问题，开辟自动化驾驶趋势下未来完美第三生活空间 

市场调查数据显示，70%的千禧一代的年轻人认为在购买车辆时，科技/信息娱乐系统是必备选项，而显然座舱是汽车科技/信息娱乐系统集中应用的地方。汽车座舱的未来受三个概念推动：一、内容数字化，包括地图、联系人、媒体等；二、驾驶员和用户个性化，并将家庭环境迁移到车辆中；三、沉浸式座舱体验，包括使用降噪等应用来改善座舱内的音频和语音体验。

此外，随着现在电动汽车、自动驾驶技术迅猛发展，对应的对车内的音视频等数据传输带宽需求也在飞一般的提升。现在有的一辆车多达十几颗摄像头，分辨率也从原来的720P普遍提升到2M像素甚至最高到了8M像素，还有丰富的影音娱乐系统等等，这样的现状，就催生了满足高带宽、精简布线、高可靠性的传输方案的产生。这种发展趋势带来的关键挑战就是，这些应用传统汽车总线是否能更好的在性能、成本和可扩展性上支持？本文从亚德诺半导体（ADI）公司广泛应用的汽车音频和视频总线来看当前和未来此类技术的发展趋势。

功能可扩展的创新音频总线满足座舱升级趋势

汽车音频系统的电缆在总电缆重量中占了很大比重，这是因为模拟线路要求从音频源到端都采用价格高昂的屏蔽电缆。此外，主动降噪和路噪降噪系统需要在车内安装多个麦克风，这为音频网络增加了许多输入节点。ADI在2014年推出一种创新的汽车音频总线（A2B）来满足日益增长的汽车音频连接需求。作为一种高带宽双向数字总线，最初用于解决汽车应用中的音频分配挑战。因为现有的汽车音频网络一般使用多个点对点模拟连接，A2B技术可以解决许多与点对点模拟连接相关的挑战，包括电缆重量、电缆成本、布线难题，以及多个连接的可靠性。它有助于通过非屏蔽双绞线和连接器基础设施，在整个分配式多节点音频系统中传输完全同步的音频数据和控制数据。

传统的汽车音频线缆与A2B简化的车内音频系统线缆

A2B是ADI推出的一项创新技术，支持串联拓扑，即单个主机最多连接10个菊花链形式的从机。A2B针对音频应用进行优化，速度为50Mbps。通过使用非屏蔽双绞线，大幅简化连接，线束的总重量减少高达75%。节点之间的距离可达15米，最大网络长度为40米。同样的UTP传输电源（幻象供电）最高可达300mA，非常适合数字麦克风。

若在主节点提供的供电功率分配不足时，可以由本地电源为从机节点供电。总线支持双向通信，主机至从机、从机至主机，最多可32个通道下行和上行（12、16、24位）。最重要的是，可以保证延时最多2个时钟周期，为ANC/RNC这样的延时敏感型应用提供确定性。A2B总线可以传输I2C消息，支持在从机节点上远距离配置ADC/DAC等外设。

主动降噪功能近年来从耳机产品衍生到更广泛的领域，汽车作为第三生活空间，在复杂的环境噪声下，主动降噪功能非常重要。考虑到道路或发动机噪音到达乘客只需要大约 0.009 秒，噪声抑制的实现路径非常关键。A2B针对音频应用进行优化，速度为50Mbps，非常适合数字麦克风，A2B可以保证延时最多2个时钟周期，为ANC/RNC这样的延时敏感型应用提供时间确定性。而正是在50Mbps下的两个时钟周期时延，为0.009秒的声音传播条件下的噪声消除创造了必要条件。

千兆多媒体串行链路支持智能化趋势下丰富的汽车视频应用

根据MarketsandMarkets的数据，全球汽车摄像头以及集成雷达和摄像头市场规模预计将从2021年的61亿美元增长到2026年的101亿美元。随着基于视觉的自动驾驶技术应用的普及，如今搭载四个或更多摄像头的环视系统开始成为主流，更高的帧率和分辨率会给汽车总线带宽带来更大的压力，而除了ADAS系统，高品质座舱影音娱乐系统成了当前中高端汽车的标配，视觉信息的传输面临更高的需求。

包括摄像头在内的各种传感器在现代化汽车中广泛应用

目前的市场主流是摄像头只负责采集输出原始的视频信号，把处理计算功能集成到中央处理器上，因此关键的设计挑战是如何快速高效地将原始图像数据从摄像头传输到处理单元，并从处理单元传输至每个显示屏，这涉及到各单元间的图像信号传输的质量、带宽、延迟、可靠性以及成本和功耗考量。这过程中，视频数据通过串行器将并行信号转成串行信号，再通过解串器恢复成并行信号。目前上车的高速SerDes主要用在传输摄像头和视频信号，这种在业界常被称作LVDS的接口具有高速率（Gbps级）、低延迟、低功耗的特点。不管Camera Link还是Display Link，目前都是LVDS方案。

ADI公司的千兆多媒体串行链路(GMSL) SerDes技术提供传输容量激增的多类数据所需的高带宽，成功在车辆中部署复杂的高级驾驶员辅助系统(ADAS)和信息娱乐功能，全面支持汽车信息娱乐系统和ADAS系统要求的高宽带、复杂互连和数据完整性，包括摄像头的超低功耗要求、传感器数据汇聚的宽带要求等。GMSL的优势包括：更快聚合数据、能够保持用于安全应用的数据的完整性、支持系统在车辆的多个屏幕上显示不同内容。此外，GMSL可有效替代无压缩以太网传输，数据速率提高10倍，电缆损耗降低50%，EMC性能优于以太网。目前，全球有超过5亿个GMSL技术节点应用在汽车中。

GMSL四通道解串器MAX9286可以同时支持四个摄像头的信号传输

针对多传感器融合，由于ADI GMSL串行器和解串器IC具备视频切割功能，所以可以使用一个串行器整合多路视频数据，然后分别送入显示器或传感器。以ADI GMSL四通道解串器MAX9286为例，可自动生成摄像头同步信号、将多个传感器的图像数据对准到同一像素，实现关键参数的用户编程，有效降低设计风险、加快产品上市进程。同时，集成方案可替代四个分立式解串器和一个FPGA，仅需一片MAX9286即可接收并同步来自4个摄像头的视频信号，大大降低电路板面积和元件数量。