GMSL:汽车里的音视频传输

参考链接:

blog.csdn.net/weixin_50875614/article/details/119995651

blog.csdn.net/syjie19900426/article/details/145269782

SerDes 应用场景

WHAT GMSL是什么

GMSL(Gigabit Multimedia Serial Links),中文名称为千兆多媒体串行链路,是Maxim公司推出的一种高速串行接口,适用于音频,视频和控制信号的传输。

通信介质支持同轴电缆以及屏蔽双绞线,使用50Ω同轴电缆或者100Ω屏蔽双绞线(STP)时,长度可达15m甚至更长

其核心技术为串行器/解串器技术,简称SerDes.首先通过串行器将并行数据流转为串行数据流,然后通过更高的频率进行传输,之后通过解串器将接收到的串行数据流转换为并行数据流。

WHY 应用场景

解决音频、视频、控制信号的高速传输问题。

以前怎么做的------GMSL之前,面对大量的数据传输:

  1. 方法1:一般使用并行总线增加带宽的方式,缺点是:线束增加了成本和重量,并且增加了EMI干扰。

  2. 方法2:并行总线的基础上提高传输频率,缺点是:频率过高时,数据传输的时钟同步问题难以保证;此外也存在信号线之间的相互干扰问题。

串行总线的优势:

  1. 只有一根线,不存在信号线之间的干扰

  2. 没有时序问题,只要提高频率,就能进行高数据流传输

3.使用差分信号传输,可以提高信号准确性

串行总线应用在ADAS摄像头数据传输中的难点:

要将多路并行信号(捕捉到的图像数据,帧同步信号,行同步信号,像素时钟,电源供给等)合并为串行信号,这其中的技术很复杂,要考虑数据流的合并、恢复、带宽及稳定性问题

目前只有Maxim和TI掌握这项技术:

  1. Maximum将这种串行器/解串器技术称为GMSL;
  2. TI称为FPD Link

HOW:GMSL在ADAS摄像头中的应用

  1. 图像传感器将捕获的光信号转换成数字信号---CSI2协议--->串行器
  2. 串行器收到数据信号后,对信息进行串行化处理,整理成包的形式--》同轴电缆--》以包的形式串行发送出去(有两个方向的数据流,前向通道和回馈通道---实际是一根线束,通过频分复用或时分复用(低版本GMSL)实现)(两个通道的传输速率可以根据实际需要设定,通常前向为6Gbps,后向为187Mbps)
  3. 解串器收到数据后,解串,将数据恢复成原来的样子,再将原始数据传给FPGA电路板上的图像处理ISP模块,对数据进行算法处理,最终输出RGB或者YUV格式。
  4. ISP将图像数据发送给显示屏(显示)、AI芯片(进行图像分析:分类、检测、跟踪,置灰MCU对底盘进行控制,实现自动驾驶)。

GMSL的差分信号如何通过同轴电缆实现

在GMSL技术中(如ADI MAX9296/MAX9295芯片组),单根同轴电缆即可支持完整的差分信号传输,具体设计如下:

(1) 正向高速数据通道
  • 调制方式:差分信号(如LVDS或PAM4)。

  • 物理介质:单根同轴电缆,内导体传输正端信号,屏蔽层传输负端信号。

  • 速率:1.5 Gbps至12 Gbps(依版本不同)。

(2) 反向控制通道
  • 实现方式 :通过频分复用(FDC)直流偏置叠加,在同一条同轴电缆上传输低频控制信号(如I2C/SPI)。
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