近年來,隨著ADAS技術(shù)的發(fā)展,每輛汽車所安裝的車載攝像頭數(shù)量也在增加,包括內(nèi)視攝像頭、后視攝像頭、前置攝像頭、側(cè)視攝像頭、環(huán)視攝像頭,高端汽車配備的攝像頭多達8個,如果用攝像頭取代側(cè)視鏡,車載攝像頭數(shù)量將達到12個,而在無人駕駛進展中,L3以上車型將配置更多的攝像頭。
這樣一來,視頻傳輸路徑變得更加復雜,導致系統(tǒng)成本和故障風險增加,因此簡化視頻傳輸路徑一直是亟需解決的課題。另外,由于電子鏡上的圖像卡頓和儀表盤上的指示燈圖標不亮等問題可能會導致嚴重事故,所以融入功能安全設計也非常重要,不僅汽車和汽車電子產(chǎn)品制造商,上游的電子元器件制造商也需要滿足國際功能安全標準“ISO 26262”的要求,這也是車載影像系統(tǒng)開發(fā)者所共同面臨的課題。
ISO 26262是汽車電子和電氣系統(tǒng)相關(guān)的“功能安全”國際標準,要滿足該標準需要很多資源,例如添加用來實現(xiàn)“功能安全”的電路,準備100多個工作成果物,以及建立嚴格的管理制度并編制相關(guān)的表單等。由于可以證明元器件制造商是符合該標準的,因此采用相關(guān)器件可以大大減少設計工時。
ROHM一直深耕汽車信息娛樂系統(tǒng)和ADAS領域,其小型化低功耗的Nano Pulse Control? 、Nano Energy? 、Nano Cap? 系列產(chǎn)品,和支持功能安全的? ComfySIL?品牌產(chǎn)品,以及與SOC制造商合作的經(jīng)過驗證的優(yōu)化電源的SoC參考設計都已經(jīng)得到市場的認證。
在功能安全方面,ROHM在2018年通過第三方認證機構(gòu)德國萊茵取得了ISO 26262開發(fā)流程認證,并于2021年推出了針對這一規(guī)范的功能安全品牌ComfySIL?。
今年以來,針對車載影像系統(tǒng),ROHM加快了新產(chǎn)品的推出,包括5月份推出的攝像頭用PMIC(用于電子后視鏡、倒車后視攝像頭和ADAS攝像頭模塊)和7月份推出的顯示器用SerDes IC(用于車載娛樂、儀表盤和抬頭顯示系統(tǒng)),另外還有一款針對SoC的PMIC正在開發(fā)。這些產(chǎn)品的特性,為上文提到的車載影像系統(tǒng)的課題提供了方法。
針對攝像頭的SerDes 和接口IC
據(jù)羅姆半導體(上海)有限公司技術(shù)中心經(jīng)理陳行樂介紹,傳輸速率可優(yōu)化和展頻功能是ROHM SerDes IC的兩個特點。前者有助于降低車載攝像頭模塊的功耗并實現(xiàn)更低的EMI,后者結(jié)合前者,可減少EMI對策的設計工時。例如2021年6月量產(chǎn)的BU18TM41 / BU18RM84,較其他普通產(chǎn)品,其功率減少了500mW,主要針對攝像頭應用。
7月新推出的SerDes IC BU18xx82-M(串行器:BU18TL82-M,解串器:BU18RL82-M)用于顯示器屏端,該器件支持全高清分辨率(1,980×1,080像素)。
BU18xx82-M通過菊花鏈連接和端到端數(shù)據(jù)監(jiān)控功能解決了車載顯示器的課題。而且,還繼承了之前量產(chǎn)的車載攝像頭模塊用的BU18xMxx-C的低功耗、低噪聲等特點,非常適用于視頻傳輸路徑日益復雜的下一代車載顯示器。
普通的SerDes IC需要成對連接串行器和解串器才能傳輸視頻,而ROHM的新產(chǎn)品,可以用菊花鏈方式連接解串器BU18RL82-M,因此可通過單個串行器將視頻傳輸給多個路徑。由于可以減少連接器和線纜的數(shù)量,因此可以簡化視頻傳輸路徑,從而有助于降低應用產(chǎn)品的系統(tǒng)成本和故障風險。此外,新產(chǎn)品作為支持全高清分辨率的SerDes IC,具有通過比較CRC值來端到端(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?,有助于提高應用產(chǎn)品的功能安全。
BU18xx82-M已于2022年7月開始出售樣品,預計將于2022年9月開始暫以月產(chǎn)20萬個的規(guī)模投入量產(chǎn)。前期工序的生產(chǎn)基地是日本濱松市的ROHM Hamamatsu Co., Ltd.,后期工序的生產(chǎn)基地是位于菲律賓的ROHM Electronics Philippines, Inc.。
目前,車載影像系統(tǒng)的顯示設備主要是液晶顯示器,其數(shù)據(jù)傳輸和接口技術(shù)主要是LVDS,該技術(shù)具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等特點。
在LVDS接口上,ROHM已量產(chǎn)的主要產(chǎn)品包括BU92RTF82和BU92RE44,另一款BU92REF44正在開發(fā)中,這些產(chǎn)品可以進行接口轉(zhuǎn)換并增強功能安全。例如當SOC和SerDes發(fā)生異常時,以往產(chǎn)品無法顯示警告燈,而利用BU92RTF82的OSD(On Screen Display)功能則可以顯示警告燈;又例如利用BU92RE44和BU92REF44的eDP 4lane高速率傳輸特性(2.7Gbps/lane),可以支持下一代5K高分辨率顯示器。
針對攝像頭用的PMIC
針對攝像頭用PMIC,ROHM在5月份推出了符合ISO 26262及其ASIL-B標準的PMIC BD868xxMUF-C(BD868C0MUF-C、BD868D0MUF-C)。該系列也是目前ROHM功能安全品牌 ComfySIL?產(chǎn)品中滿足其最高等級要求的產(chǎn)品,目前,業(yè)內(nèi)能達到該水平的IC很少。
BD868xxMUF-C能夠滿足嚴格的功能安全要求,使配備ADAS的下一代汽車所需的安全設計更加容易。該器件內(nèi)置有車載攝像頭所需的4路電源系統(tǒng)(3路DC/DC和1路LDO),并配備了異常狀態(tài)通知機構(gòu),可以檢測到電壓異常等狀況并通過I2C來反饋。
在同類PMIC中,BD868xxMUF-C實現(xiàn)了業(yè)界超小尺寸,封裝面積僅3.5mm×3.5mm。與以往產(chǎn)品相比,可減少3個元器件,安裝面積可縮減25%,有助于車載攝像頭的小型化。此外,該器件還可以進行更寬范圍的輸出電壓設置和時序控制設置,可滿足各制造商不同CMOS圖像傳感器的不同要求,有助于減少開發(fā)工時。
BD868C0MUF-C和BD868D0MUF-C的規(guī)格相同,但時序控制的設置不同。兩款器件已于今年4月開始出售樣品,預計將在8月份開始暫以月產(chǎn)50萬個的規(guī)模投入量產(chǎn)。前期工序的生產(chǎn)基地日本濱松市的ROHM Hamamatsu Co., Ltd.,后期工序的生產(chǎn)基地是位于菲律賓的ROHM Electronics Philippines, Inc.。
接下來,ROHM還將陸續(xù)推出新產(chǎn)品的衍生機型BD868A0MUF-C、BD868B0MUF-C和BD868C1MUF-C。其中BD868B0MUF-C適用于寒冷地區(qū)攝像頭模塊,可輸出加熱器用驅(qū)動信號。
在這組PMIC新產(chǎn)品的產(chǎn)品陣容中,BD868A0MUF-C、BD868B0MUF-C、BD868C0MUF-C和BD868D0MUF-C符合ISO 26262及其ASIL-B標準,而BD868C1MUF-C則針對不需要ASIL等級產(chǎn)品的非ISO 26262級產(chǎn)品的需求而開發(fā)。
陳行樂表示,下一步,ROHM還將陸續(xù)推出相關(guān)PMIC,增加輸出通道數(shù)和強化功能安全。預計在2023年推出5個輸出通道的產(chǎn)品,而2024年,將推出內(nèi)置非易失性存儲器的4通道PMIC,強化異常狀態(tài)通知機構(gòu)。
新的參考方案
針對上述新產(chǎn)品,ROHM和車規(guī)芯片企業(yè)——芯馳科技合作開發(fā)了一整套評估板系統(tǒng),雙方已經(jīng)達成了車載領域的先進技術(shù)開發(fā)合作伙伴關(guān)系。雙方最新合作推出的參考設計中,搭載了ROHM最新的SerDes IC和PMIC,可以通過實際的顯示器來確認影像。該評估板采用主模塊+SoC 模塊的方式提供可驅(qū)動4個屏幕的座艙解決方案。另外,ROHM也提供了針對顯示器模塊的參考方案,搭載了一個顯示器用解串器SerDes IC、一個車載通用PMIC和一個背光用LED驅(qū)動器。
另悉,ROHM正在開發(fā)搭載SoC用PMIC的參考方案,預計將在2023年上半年開始提供。