颠覆车载SerDes，MIPI A-PHY能行吗？

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随着智能驾驶技术和汽车电子系统的飞速发展，车内数据传输的需求不断攀升，传统的汽车总线技术已无法满足高带宽、低延迟和高可靠性方面的要求。因此，车载通信技术正在经历重大变革，推动着一系列新的解决方案走向前台，满足复杂的车内传感器、摄像头和雷达等设备的海量数据处理需求。

mp.weixin.qq.com, Oct. 17, 2024 – 

尤其是，伴随着区域架构的兴起，数据传输越来越重要，同时电车为了节约线束，节能减排，也需要变革汽车总线技术需要进行变革，

在这一背景下，MIPI A-PHY和10BASE-T1S等新兴通信技术正在成为车载数据传输的关键技术，展现出极大的发展潜力。

SerDes（Serializer和Deserializer的缩写）是一种高速串行数据传输技术，其工作原理可以类比为书籍翻页：将一本厚厚的书按页拆分，逐页阅读并重新组合。SerDes将多个并行数据信号划分为较小的数据块，通过串行方式进行传输，再在接收端将其重新组合为完整的并行数据。

串行传输在某些场合比并行传输更优越，主要原因在于在并行传输中，多个信号线同时传输数据，容易产生信号干扰，尤其在高频率下，这种干扰问题会更明显。因为并行传输需要各条信号线保持严格的同步，信号线之间的电磁干扰（如串扰）会导致数据出错。相比之下，串行传输只使用一条信号线进行数据传输，因此不存在这种干扰问题，信号完整性也更容易得到保证。因此无论是在成本、复杂度、传输距离、功耗等方面，串行传输明显要好于并行传输。

并行传输需要多个信号同时到达接收端，数据位之间的同步必须非常精确。然而，在长距离传输中，由于信号线长度不一致，信号传输时间会有所差异，导致"时钟偏移"（skew）问题，影响同步性。串行传输则只需要处理单一信号线的时序，因此同步问题相对简单，尤其在长距离传输时更具优势。

SerDes技术具有多种架构协议，其中最常见的硬线接口是LVDS（低电压差分信号），该接口广泛应用于摄像头和显示视频信号的传输。LVDS因其高速率（可达Gbps级）、低延迟和低功耗的特性，广泛应用于电信、消费类电子产品、数据中心和云计算领域。

尽管LVDS本质上是一种物理层信号传输标准，并不规定具体的数据类型（例如音频、视频、图像数据等），但由于其在视频传输中的广泛应用，尤其是在显示器和相机传感器中，LVDS常被视为视频接口。这种称呼的主要原因包括：

广泛用于显示面板：LVDS常用于LCD显示屏，用来传输视频数据，如从图像处理器或GPU到显示屏。这使得它成为笔记本电脑、平板电脑等设备中视频信号传输的理想选择。

高效的数据传输：LVDS的差分信号传输能够降低电磁干扰（EMI），并支持高速数据传输，非常适合高清视频信号的传输。

替代传统并行接口：LVDS逐步取代了传统的并行视频传输接口（如TTL），因其使用更少的信号线传输更多数据，已经成为笔记本和工业显示系统中的主流传输标准。

结合视频标准使用：虽然LVDS不定义数据格式，但常用于传输符合如BT.601、BT.656等标准的视频信号。

低功耗设计：LVDS因其低功耗的特点，特别适合移动设备内的视频传输。

LVDS是早期最常用的高速硬线接口，SerDes是高速串行通信的架构协议。基于LVDS接口和SerDes产生了多种不同的解决方案，甚至新的高速方案已经不使用LVDS，但是由于LVDS是这个方案的最早和最典型的应用，也是其它硬件接口的基础，所以大家还是习惯于把这类高速的SerDes方案称为LVDS总线。

近年来，随着汽车摄像头的广泛应用，SerDes技术逐渐进入车载领域，用于长距离传输摄像头与ECU之间的数据。在SerDes技术出现之前，车载芯片之间通过系统同步或源同步并行接口传输数据。引入SerDes后，传输更加简洁高效，具有抗噪声能力强、低功耗、扩展性强等优势。

车载SerDes的应用主要包括将前置摄像头或雷达数据传输到主控芯片进行处理，或将主控芯片内容传输到车内显示屏。目前，车载SerDes的传输速率已达到2Gb/s以上，而通信领域的SerDes可达100-200Gb/s。

然而，车载SerDes面临一些新挑战：

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