2019年07月29日 | 详解ADI C2B方案为汽车摄像头传感器提供全新连接体验

随着ADAS和无人驾驶系统普及，对车用传感器的需求也变得越来越明显。其中摄像机是ADAS自动驾驶发展所需的关键传感器之一。随着新应用的不断涌现，汽车中的摄像机数量正在迅速增加。除此之外，随着基于摄像头的应用从低容量高级车辆系统转向更大容量的标准车辆市场，相机应用的接受度不断提高。图1显示了快速增长的汽车相机市场。

汽车相机市场正不断增长

这种增长趋势预计将持续到2025年以后，在不久的将来，支持多达20台摄像机的车辆将成为现实。

随着相机数量的增加，对更高相机分辨率的需求也在不断增加。这种分辨率的增加是由两个主要因素驱动的。第一个因素是需要支持更多ADAS功能，因为这些功能需要更高的分辨率才能实现更高，更准确的功能。第二个因素是需要显示更高质量的图像，因为消费者现在需要与智能手机的高分辨率显示器相媲美的出色视觉质量。

这里的问题是智能手机的寿命明显短于汽车的寿命，因此，汽车制造商需要确保他们在生产开始时就利用最新的显示技术，以便他们的显示系统尽可能长时间保持领先性。

原始设备制造商（OEM）继续增加他们的显示器的尺寸和分辨率。当在这些更大和更高分辨率的显示器上显示摄像机图像时，需要更高分辨率的摄像机，因为使用现有的标准清晰度（SD）摄像机会导致非常差的用户体验。此外，在这些显示器上清晰可见许多不需要的视觉伪像，例如点爬行和颜色泄漏，因此，使用SD摄像头驱动这些显示器已不再被认可，为了提供更好的客户体验，需要高清（HD）摄像机。

添加这些相机需要付出代价。该成本不仅限于增加的传感器和图像处理成本，还包括通过结合在车辆线束中的铜线将视频数据从相机传输到处理单元。汽车摄像头连接的额外铜线可能看起来不是一个大问题，但由于汽车线束是汽车中第三昂贵的部件（在发动机和底盘后面），布线和连接器的选择对于汽车原始设备制造商来说至关重要。

布线需要一次性进行，同时需要消耗整个汽车劳动力成本的50％。线束也是汽车中第三重的部件（机箱和发动机后面）。组装线束成为生产线上越来越重要的问题，任何额外的制造步骤都会进一步推动成本。当我们向更大的电动车辆使用时，必须避免向车辆增加任何额外的重量，其中任何额外的重量都会直接影响车辆行驶里程。随着许多新传感器的不断推出，2020年预计将显示多达220亿个汽车传感器，这个问题只会越来越严重。任何可以减轻电缆线束重量和成本的技术都受到欢迎，并为汽车原始设备制造商提供了更大的吸引力。

为了解决这个问题，ADI公司（ADI）开发了一种名为Car Camera Bus（C²B™）的新车载摄像头链接技术，这是唯一一种仅针对车载摄像头链路进行优化的技术，可解决上述问题。 C²B包含三个主要的解决方案定义标准：

1、通过重用现有的SD非屏蔽双绞线（UTP）电缆和连接器基础设施，提供最简单的HD升级途径。
2、此基础架构支持高视觉质量的高清视频。
3、此基础架构满足所有汽车EMI / EMC要求。

C²B为相机系统提供了诸多优势

摄像头是汽车中数据带宽最高的传感器之一。随着向更高分辨率相机的转移，带宽继续增加。现有的SD车载摄像头链路解决方案使用带宽较低的基础设施，如非屏蔽双绞线和非屏蔽连接器。这是可能的，因为SD摄像机的带宽要求低于HD，并且诸如NTSC的SD传输标准使用多级传输方案来进一步减少电缆和连接器需要支持的带宽。诸如SERDES（也称为LVDS）之类的解决方案要求转向电缆和连接器，例如同轴或屏蔽双绞线（STP），它们能够支持比UTP更高的带宽。这是因为目前的SERDES解决方案使用不归零（NRZ）信令并且不使用多级信令，因此具有更高的电缆和连接器带宽要求。这些性能更高，带宽更高的电缆和连接器增加了电缆束的成本和重量。

C²B可通过现有的SD UTP电缆和连接器基础设施发送高清分辨率视频。为实现这一目标，C²B利用多级信号来降低高清视频传输的带宽要求。因此，C²B提供了从SD摄像机到高清摄像机的最简单升级路径，无需更改现有的电缆和连接器基础设施 - 这对OEM是非常有价值，经济高效且资源丰富的解决方案。

重复使用非屏蔽双绞线布线的另一个优点是它允许连接到主机和摄像机电子控制单元（ECU）上已有的多功能块连接器的自由引脚。这避免了必须使用SERDES技术所需的专用单独连接器，这会导致增加系统解决方案的成本，同时在已经受空间限制的主机和相机ECU模块上占用了宝贵的空间。

选择C²B传输格式是为了为这种汽车用例提供最大的稳健性。与其他解决方案相比，信令方案可将电缆带宽要求降低10倍。重用现有基础设施极大地简化了高清摄像机的升级，而无需对新基础设施进行资格认证，因为现有基础设施已经在该领域多年来得到了验证。此外，由于C²B技术使用的优化传输方案，它支持更长的电缆长度（最长30米），这使OEM能够在基础设施设计中自由统治，并消除其他技术带来的限制。

选择C²B传输的数据格式是为了在现有的电缆和连接器基础设施上提供出色的视频质量和出色的EMI / EMC性能。在具有较低带宽能力的基础设施上保持高清视频质量，特别注重保持所有高频视觉质量细节并提供真正优秀的视频体验。通过对最新标准进行的重要视频质量测试，验证了卓越的视频质量。

虽然多级信号提供了通过低成本电缆和连接器支持高分辨率摄像机的机会，但它并非没有挑战。由于基础设施没有屏蔽以提供对干扰源的保护或提供辐射衰减，因此收发器设计对于确保低辐射特性和高抗扰性能以满足严格的汽车EMI / EMC要求至关重要。为汽车行业定义和设计的C²B从一开始就满足了这一要求，并且经证明非常可靠，可满足所有汽车EMI / EMC要求。

C²B信号链

C²B支持许多其他功能，包括通过相同的非屏蔽双绞线电缆进行边带控制通信，可远程配置相机模块，从而进一步简化相机设计。 C²B还提供冷冻帧检测，这是许多OEM的关键要求。

C²B集成电路

包括ADV7990，ADV7991，ADV7380和ADV7381在内的C²B产品现已投入生产。

C²B提供优化的解决方案，可通过现有基础架构轻松从NTSC升级到高清摄像机，同时提供出色的视频质量和强大的EMI / EMC性能。这项令人兴奋的新技术提供了许多优势，并提供了一个最佳的系统解决方案，以缓解连接车内多个摄像头的日益严重的问题。