C2B：用于汽车应用的新型车载摄像头链路

随着我们朝着自动驾驶汽车的广泛使用迈进，对越来越多的汽车传感器的需求变得越来越明显。摄像头是帮助自动驾驶汽车发展所需的关键传感器之一。随着新应用的不断涌现，汽车中的摄像头数量正在迅速增加。除此之外，随着基于摄像头的应用从小批量高档车辆转向大批量标准车辆市场，相机应用的占用率继续增加。图1显示了快速增长的汽车摄像头市场。

图1.汽车摄像头市场。

预计这一增长趋势将持续到2025年以后，支持多达20个摄像头的车辆在不久的将来将成为现实。

随着相机数量的增加，对更高相机分辨率的需求也在继续。这种分辨率的提高是由两个主要因素驱动的。第一个因素是需要支持更多的ADAS功能，因为这些功能需要更高的分辨率来实现更大、更精确的功能。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使用寿命明显短于汽车，因此，汽车制造商需要确保他们在生产开始时实施最新的显示技术，以便他们的显示系统尽可能长时间地保持相关性。

原始设备制造商 （OEM） 继续增加他们使用的显示器的尺寸和分辨率。因此，在这些更大和更高分辨率的显示器上显示相机图像时，需要更高分辨率的相机，因为使用现有的标清 （SD） 相机会导致非常糟糕的用户体验。低分辨率摄像头会导致视频质量不佳。此外，许多不需要的视觉伪像（如网点爬行和颜色泄漏）在这些显示器上清晰可见，因此，使用标清相机驱动这些显示器不再被接受。为了提供更好的客户体验，需要高清 （HD） 摄像机。

添加这些相机是有代价的。这种成本不仅限于增加的传感器和图像处理成本，还包括通过车辆线束中的铜线将视频数据从摄像头传输到处理单元。用于车载摄像头链路的额外铜线似乎不是一个大问题，但由于车辆线束是汽车中第三昂贵的组件（仅次于发动机和底盘），布线和连接器的选择对汽车 OEM 至关重要。线束一次制造一个，消耗高达整辆车劳动力成本的 50%。线束也是第三重的部件1在车内（底盘和发动机后面）。事实证明，将这些线束插入车辆在车辆生产线上越来越成问题，任何额外的制造步骤都会进一步推动成本。随着我们转向更多地使用电动汽车，必须避免为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的续航里程。随着许多新传感器的不断推出，以及预测到2020年将有多达220亿个汽车传感器，这个问题只会越来越严重。任何能够减轻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巨大的吸引力。

为了解决这个问题，ADI公司（ADI）开发了一种名为车载摄像头总线（C2B™），这是唯一针对车载摄像头链接优化的技术之一，可解决上述问题。C2B 包含三个主要的解决方案定义标准：

通过重复使用现有的 SD 非屏蔽双绞线 （UTP） 电缆和连接器基础设施，提供最简单的高清升级路径。

使用此基础架构支持具有出色视觉质量的高清视频。

使用此基础架构满足所有汽车 EMI/EMC 要求。

图2.C2B 为相机系统提供了许多优势。

摄像头是车内数据带宽最高的传感器之一。随着这些更高分辨率相机的迁移，带宽不断增加。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，例如非屏蔽双绞线电缆和非屏蔽连接器。这是可能的，因为标清摄像机的带宽要求低于高清，而且标清传输标准（如NTSC）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。SERDES（也称为LVDS）等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），这些电缆和连接器能够支持比UTP高得多的带宽。这是因为目前的SERDES解决方案使用不归零（NRZ）信令，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线束的成本和重量。

C2B 允许通过此现有的 SD UTP 电缆和连接器基础设施发送高清分辨率视频。为了实现这一目标，C2B利用多级信令来降低高清视频传输的带宽要求。C2因此，B 提供了从 SD 摄像机到高清摄像机的最简单升级路径，而无需更改现有的电缆和连接器基础设施，对于 OEM 来说，这是一个有价值、经济高效且资源丰富的解决方案。

重复使用非屏蔽双绞线电缆的另一个优点是，它允许连接到主机和相机电子控制单元（ECU）上已有的多用途块连接器的自由引脚。这避免了使用SERDES技术所需的专用单个连接器，并且增加了系统解决方案的成本，同时占用了已经空间受限的主机和摄像头ECU模块的宝贵空间。

图3.C2B 信号链。

该 C2选择 B 传输格式是为了为该汽车用例提供最大的鲁棒性。与其他解决方案相比，信令方案可将电缆带宽要求降低 10×。重用现有基础设施可以大大简化对高清摄像机的升级，而无需对新基础设施进行认证，因为现有基础设施已经在现场经过多年的验证。此外，由于 C 使用的优化传输方案2B技术，它支持更长的电缆长度（长达30米），使OEM能够自由支配其基础设施设计，并消除其他技术的限制。

C语言数据格式的选择2选择 B 传输是为了提供优于现有电缆和连接器基础设施的出色视频质量和卓越的 EMI/EMC 性能。高清视频质量在支持较低带宽的基础设施上保持，特别注重保持所有高频视觉质量细节并提供真正出色的视频体验。卓越的视频质量已通过按照最新标准进行的重要视频质量测试得到验证。

虽然多级信令提供了通过低成本电缆和连接器支持高分辨率相机的机会，但它并非没有挑战。由于基础设施没有屏蔽来提供对侵略者的保护或提供辐射衰减，因此收发器设计对于确保低辐射和高抗扰度性能以满足严格的汽车EMI/EMC要求至关重要。C2B是为汽车行业定义和设计的，从一开始就满足了这一要求，并已被证明非常坚固，可以满足所有汽车EMI / EMC要求。

C2B支持许多其他功能，包括通过同一根非屏蔽双绞线电缆进行边带控制通信，从而支持远程配置相机模块，以进一步简化相机设计。C2B 还提供冻结帧检测，这是许多 OEM 的关键要求。

C2包括ADV7990、ADV7991、ADV7380和ADV7381在内的B类产品现已投产。

图4.C2B 集成电路。

C2B 提供了一个优化的解决方案，可在现有基础设施上轻松从 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具有许多优势，并实现了最佳的系统解决方案，以缓解在车内连接多个摄像头的日益严重的问题。

审核编辑：郭婷