Valens来自以色列,是领先的影音和车载高速连接解决方案供应商,为影音和汽车行业实现长距离高速视频和数据传输,不断突破极限,至今已交付数千万颗芯片。此外,Valens也是汽车行业的创新者,其率先推出的符合A-PHY标准的芯片组有助于应对当前电动汽车发展的诸多挑战:如控制的复杂性、车身重量上升和总连接成本的增加。
日前,Valens高级副总裁兼汽车业务主管Gideon Kedem在北京接受采访时表示:“在汽车连接标准方面,我们的首要目标是尽全力满足客户需求,为客户提供最好的服务,而非改变行业标准。Valens对行业产生影响的方式之一是,帮助整车厂优化车辆布线架构和数据架构,以满足市场对新一代车辆的需求。”在他看来,Valens的目标在于脚踏实地满足客户需求,而非引领行业标准。的确,如果不能把产品做好,又谈何标准?
车辆内布线架构示例图
从私有协议到开放标准
传统SerDes是一些半导体厂商自定义的标准,并不开放,可以将其理解为一种私有技术。SerDes中的Ser和Des分别代表串行器(Serializer)和解串器(Deserializer)。SerDes的主要功能是将低速并行信号转化为高速低压差分信号(LVDS)并通过串行链路发送和接收。
早期SerDes技术应用在以光纤为传输介质的远距离广域网通信,随着数据传输速率的不断提升,这一技术也不断拓展到其他应用领域,在各种数据通信系统中广泛采用,成为了高速接口技术的主流。
如上所述,目前汽车应用中使用的SerDes方案本质上都是专有的,这意味着如果不是所有组件都来自同一芯片供应商,厂商之间的组件是不能搭配使用的。
因为SerDes具有高速传输特性,近年来汽车领域也在将其作为一种实现高速连接的选择。2020年9月,MIPI联盟发布了高速车载视频连接A-PHY标准,该标准发布以来发展态势迅猛。2021年,IEEE标准协会将A-PHY列为其标准之一,各大知名整车厂都在计划将其加入下一代解决方案。
MIPI联盟成员
那么,MIPI A-PHY标准和传统SerDes的主要区别是什么?未来是否会在汽车应用中共存?对此,Gideon Kedem解释道:“两者区别在于MIPI A-PHY是一个全球通用的开放性标准,芯片供应商可以按照这个标准去设计、研发并生产相应的MIPI A-PHY的芯片。”
由于没有专利限制,任何芯片厂商只要具备技术能力均可开发和制造。对一些厂商而言,生产基于MIPI A-PHY标准的芯片难度并不高,但技术上需要有一些积累,目前除了第一家推出满足A-PHY协议芯片组的公司Valens,还有LGInnotek等少数厂商也加入了开发生产MIPIA-PHY芯片模组的队伍。
“打个比方,A-PHY就像以太网标准一样,行业中有很多芯片玩家,大家都会开发并生产满足A-PHY协议的芯片。”Gideon Kedem说。“未来国内外会有越来越多A-PHY芯片厂商出现,但不同芯片厂商的研发能力不同,做出来的产品在性能或性价比上会有一些差异。总的来说,A-PHY更有助于在行业内建立更好、更规范的生态。”
关于信号传输距离,他解释说,以往的协议如C-PHY和D-PHY主要用于车载短距离ECU视频传输,而A-PHY适用更远距离的信号传输,比如从摄像头到ECU之间的长距离数据传输,可实现长达15米的传输距离。2022年初,Valens与美国重卡公司Stoneridge合作,芯片搭载Stoneridge拖车,实现了后置摄像头与车厢显示屏的连接。在恶劣噪声环境中,以长达40米的高速数据链路解决了关键安全隐患,提升了道路安全性,同时降低了整车厂的运营成本。
在恶劣噪声环境中支持长达40米高速数据链路
此外,GMSL或FPD-Link也都是模拟信号的私有协议,而越来越多整车厂希望使用开放标准替代私有协议。至于整车厂如何选择,Gideon Kedem表示:“我们尊重客户选择最适合他们情况的连接解决方案。我们的核心宗旨是为客户提供合适的解决方案。”
MIPI A-PHY能为汽车带来什么?
MIPI A-PHY具有卓越的电磁兼容性(EMC)、超高带宽、能简化汽车架构和保障端到端安全等优点,它能够为汽车行业提供哪些好处呢?
首先,连接解决方案需要支持高带宽,零延迟并拥有优异的EMC性能,以保证汽车安全和时间敏感型应用的高速连接。但是,由于汽车结构在密度和长度有着各种限制,使汽车空间、重量和复杂性都到达了极限。
Valens在CES 2023展示的下一代车辆安全连接解决方案VA7000芯片组采用MIPI A-PHY标准,使用非屏蔽双绞线和简单连接器即插即用,能够极大地降低系统总成本,为汽车制造商提供高效的解决方案。
在Gideon Kedem看来,与其他现有解决方案相比,VA7000的本质优势在于其基于A-PHY这一开放标准,基于这个优势之上,还有以下三点可以关注:
第一点,VA7000为汽车行业提供了高带宽,且还有进一步提高带宽的空间,潜力较大。VA7000可以实现8Gbps的传输速率,预计2025年推出的芯片可以达到16Gbps。这是因为我们的芯片是基于数字设计的,因此可以成比例提高传输速率。同样由于这个原因,Valens芯片具有增强的电磁兼容性(EMC)。
第二点,抗电磁干扰能力。传统连接方案采用前向纠错机制(FEC),无法单独处理车载的EMI问题,只能处理高斯噪声,因此在实际应用中需要使用屏蔽线等额外措施。随着汽车向智能化、网联化、电动化发展,电磁干扰越来越明显。车上的很多噪声源,包括计算机、雷达、天线以及道路输电线缆,使数据传输处在电磁噪声极强环境,对ADAS系统的正常运行构成了严峻挑战,这对行车安全至关重要。Valens芯片利用其独特机制处理EMI问题,相比市面上其他连接解决方案,更能在嘈杂的汽车环境下保证传输链路的稳定性。
三是有助于整车厂降低成本。Valens芯片可以使用成本更低的线缆线束和连接接口架构,大幅降低整体系统成本。独立机构A2MAC1的《基于UTP的MIPI A-PHY技术》报告显示,对比传统基于GMSL的解决方案,采用MIPI A-PHY环视系统的保时捷纯电动跑车Taycan可以节省约17-27美元成本;采用VA7000的普通乘用车可节省约10-20美元。
基于MIPI A-PHY的环绕影像系统显著降低了Taycan成本
“汽车向电动化发展是大势所趋,电动汽车内部署的线缆数量和重量已达上限。为了实现持续发展,线缆简化是必经之路。”Gideon Kedem补充道。“使用Valens连接解决方案能够简化车辆线缆布局,减少线缆数量和重量。与传统内燃机车对比,平均减重可达30-40%。”
据他介绍,根据汽车的不同配置,每辆车使用的Valens芯片有所不同,以奔驰车为例,包括自动变速器控制单元(DCU)、发动机控制、中央控制电动门锁控制等几大模块,每个模块分别要使用一或两个Valens芯片。
“我们相信整车厂、Tier1和Tier2将对Valens行业领先的解决方案产生极大兴趣,并推动VA7000在在更多车辆上应用。”Gideon Kedem自信地说。
Valens之于自动驾驶
当前,汽车行业正向自动驾驶加速迈进,在ADAS和自动驾驶推动下,汽车行业正在经历向传感器融合的重大转型。只有通过组合不同类型的传感器(如摄像头、激光雷达和雷达),才能满足ADAS等安全性应用所需的数据和功能。但是,连接汽车和传感器、处理器之间的基础设施仍有待提升。
目前看,整车厂已在车上搭载800万像素摄像头和1500万像素摄像头。随着车载摄像头的升级,汽车对传输带宽和速率有了更高的要求。对此,Gideon Kedem表示,Valens技术的一大优势是能够按比例提升传输数据速率,可以从目前每秒8Gbps提升到下一代芯片的16Gbps,32Gbps的芯片也在研发当中。“就摄像头数量而言,我预计未来的车辆将平均搭载10-20个摄像头,包含内部和外部摄像头。”Gideon说道。
那么,不同的传感器在传输视觉和其他信号方面有什么不同?Gideon Kedem表示,如果采用传统连接方式,每种传感器各为独立发射器,需要通过不同线缆传输数据到中控电脑。使用基于MIPI A-PHY标准的连接架构,不同传感器数据先在域控制器进行整合,然后由一条电缆传输至中央处理平台。MIPI A-PHY的优势在于,能够利用一种协议将采用不同接口的设备整合起来,再由一条电缆将数据传输至中央处理平台,比如利用智能雷达系统实现新的集中雷达处理架构。
他还说,在自动驾驶方面,不管是国外的单车智能,还是中国的智能网联,Valens的解决方案能适合两种自动驾驶架构和算法,因为它们都需要传输传感器数据,需要零延迟传输。此外,软件定义汽车(SDV)也需要强大的硬件基础,而Valens芯片提供了适用于不同汽车架构的硬件基础。
合作以期提供更好的服务
据了解,Valens已与汽车行业领导者梅赛德斯-奔驰合作,自2020年起,Valens VA60xx芯片组已搭载奔驰S级、C级及全电EQS平台量产车型的车载信息娱乐系统。Valens为奔驰的多个Tier1供应商供货,包括Harman、Continental、molex和Bosch;Valens还和高通、Mobileye和NVDIA等建立了合作关系。
Gideon Kedem表示:“Valens深知责任重大,过去几年看到整车厂对芯片和芯片制造商的依赖性很高,非常迫切希望和芯片制造商建立直接的沟通和联系。这也是我此行来到中国与当地整车厂沟通交流的原因。即使Tier1供应商会给整车厂提供整套的A-PHY解决方案,但我们仍要确保了解本土整车厂的需求,和他们建立密切的联系,并为他们供应芯片,以保证供应链的稳定性。”
近年来,Valens的汽车业务营收持续增长,2022年汽车领域业绩的增长主要得益于产品搭载更多梅赛德斯-奔驰车型。在准备量产最新VA7000系列芯片组的同时,Valens还在持续构建相应的生态系统,参与多个整车厂项目竞标,使VA7000芯片组有望在2023年首次定点车厂项目并投入量产。“我们预计,在这10年间A-PHY业务为Valens带来的收入将增长到上亿美元量级。”Gideon Kedem说。
他表示,虽然Valens VA7000芯片组是市场上首个符合MIPI A-PHY标准的芯片组,却已有超过30家潜在客户和合作伙伴正在对其进行评估,包括安波福(Aptiv)、LG Innotek、豪威科技(Omnivision)、安森美(onsemi)、Mobileye、英特尔、索尼、日本住友电气(Sumitomo Electric)、舜宇光学(Sunny Optical)、是德科技、Leopard Imaging等,其中有8家是整车厂,他们有望在下一阶段将Valens芯片集成到其ADAS平台中。
MIPI联盟成员持续推进A-PHY生态发展
他补充道:“即使是梅赛德斯-奔驰这种豪华车品牌,对成本方面的控制也是十分严格的。目前,Valens在中国、韩国与一些非豪华车品牌进行了接洽,收到了积极的反馈,也证明了我们的成本优势。”
在中国市场,Valens正积极和中国一些本地供应商沟通未来合作事宜。他也坦承,中国整车厂发展迭代特别快,开发速度几乎是欧洲市场的两倍。比如欧洲客户,如果2023年开展技术测试,可能要在2028年才能投入量产,而中国客户可能会在2025年就能实现量产。所以,Valens要准备好在今年第四季度批量生产下一代产品;同时尽快在中国建立A-PHY生态系统。他透露,Valens和国内领先的车载摄像头模组制造企业舜宇光学的合作就包括将VA7031和VA7021集成到其下一代摄像头模组中,用于ADAS和环视应用。不久,Valens将公布更多和中国企业合作的好消息。
Valens继续助力推动行业变革
Gideon Kedem一周的中国之行收获良多,与一些整车厂进行了卓有成效的沟通,获得了积极的反馈。他说:“Valens高度重视中国市场,看到了中国整车厂的创造性和发展势头,已经准备好与中国整车厂建立合作,提供我们最大的价值。”
他强调,Valens是ADAS和自动驾驶技术发展的关键推动者,其先进技术是车载高速连接新标准的基础。未来Valens将继续在多领域探索突破连接性的边界,进一步完善MIPI A-PHY生态系统,为越来越多的整车厂、Tier1、Tier2提供更好的服务。
审核编辑 :李倩
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原文标题:重新定义车载连接:从模拟到数字,化繁为简
文章出处:【微信号:智享汽车电子与软件,微信公众号:智享汽车电子与软件】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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