電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）在車(chē)載網(wǎng)絡(luò )通信系統中，過(guò)去最為常見(jiàn)的是CAN總線(xiàn)、LIN總線(xiàn)等，多個(gè)分布式的ECU通過(guò)CAN、LIN等總線(xiàn)系統進(jìn)行連接，而不同域之間則通過(guò)CAN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。因此隨著(zhù)汽車(chē)電子架構的轉變，以及智能化的趨勢，不同域之間的通信需要更大的帶寬，CAN-FD最大支持5Mbps至8Mbps，顯然無(wú)法滿(mǎn)足要求，于是車(chē)載以太網(wǎng)成為智能汽車(chē)時(shí)代主干網(wǎng)絡(luò )，在域內部還可以繼續使用CAN總線(xiàn)。

此外在域內部，比如ADAS、智能座艙域中，更高像素的攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等傳感器以及車(chē)內更多的屏幕，也帶來(lái)了更高的數據傳輸需求。因此，高速傳輸用的SerDes芯片開(kāi)始在車(chē)載領(lǐng)域廣泛應用。

SerDes芯片協(xié)議多樣

SerDes是Serializer/Deserializer 的縮寫(xiě)，即串行器和解串器，SerDes芯片就是在發(fā)送端將多路低速并行的信號轉換成一路的高速串行信號，在接收端將高速串行信號轉換成多路低速并行信號。比如將8/10bit或16/20bit寬度的并行信號，轉換成1bit寬度的串行信號。

一般來(lái)說(shuō)，在高速傳輸的過(guò)程中，并行的數據線(xiàn)纜之間會(huì )存在串擾，與此同時(shí)，并行信號需要同時(shí)發(fā)送同時(shí)接收，這需要多個(gè)信號進(jìn)行時(shí)鐘同步，任何一根線(xiàn)出現延遲都會(huì )對信號傳輸產(chǎn)生影響。而串行信號只需要一根同軸電纜，不需要額外傳輸時(shí)鐘信號，不存在串擾的同時(shí)，還可以利用低壓差分信號傳輸技術(shù)，提高抗干擾性以及降低功耗，實(shí)現更高的傳輸速率。

SerDes的應用場(chǎng)景非常廣泛，除了汽車(chē)是其中一個(gè)重要應用場(chǎng)景之外，超高清視頻傳輸、數據中心等也廣泛應用到SerDes芯片。

而在SerDes芯片下，雖然傳輸的原理類(lèi)似，但在實(shí)際市場(chǎng)產(chǎn)品上，還有多種不同的傳輸協(xié)議。

首先是各大芯片廠(chǎng)商的私有協(xié)議。TI、ADI是車(chē)載SerDes市場(chǎng)的龍頭，兩家公司一度占據市場(chǎng)超過(guò)95%的份額。ADI的SerDes業(yè)務(wù)來(lái)源于對美信的收購，目前其SerDes芯片產(chǎn)品采用的是名為GMSL（千兆多媒體串行鏈路）的私有協(xié)議，目前已迭代至第三代的GMSL3X，正向傳輸速率覆蓋最高至12Gbps，反向速率最高187.5Mbps，采用同軸電纜傳輸距離可達14米，采用雙絞線(xiàn)則為7米。

TI的SerDes芯片產(chǎn)品采用名為FDP-Link的私有協(xié)議，FDP-Link全稱(chēng)Flat panel display link，自1996年推出以來(lái)，目前已經(jīng)迭代至第四代的FDP-Link IV，支持8MP+的車(chē)載攝像頭，正向視頻傳輸速率最高10Gbps，反向速率最高168.75Mbps。

在德國主機廠(chǎng)中應用較多的Inova公司，在其SerDes芯片上采用了APIX的私有協(xié)議，目前更新至第三代，單條雙絞線(xiàn)可以實(shí)現6Gbps傳輸速率，通過(guò)四條雙絞線(xiàn)可以實(shí)現12Gbps速率，同時(shí)APIX還支持不同的線(xiàn)纜媒介，包括STP、QTP和同軸電纜等，可以降低線(xiàn)纜成本。

日本汽車(chē)芯片大廠(chǎng)羅姆的SerDes芯片使用了Clockless Link協(xié)議，通過(guò)一對差分線(xiàn)路傳輸數據，不過(guò)傳輸速率較低，最高只有2.7Gbps。

圖像傳感器大廠(chǎng)索尼也有自家的SerDes產(chǎn)品，在部分日系車(chē)型上有搭載。索尼采用了私有的 GVIF（Gigabit Video InterFace）傳輸協(xié)議，目前最新的產(chǎn)品據稱(chēng)能夠實(shí)現800萬(wàn)像素攝像頭以每秒45幀輸出畫(huà)面，折算約為8.63Gbps。

而國內的SerDes廠(chǎng)商方面，也有部分采用了私有協(xié)議。包括慷智的AHDL（Automotive High Definition Link），目前AHDL已經(jīng)迭代至第三代，今年5月慷智宣布采用第三代AHDL的 20Gbps 車(chē)規級 SerDes芯片成功點(diǎn)亮，單通道可實(shí)現10Gbps（NRZ）和20Gbps（PAM4）的視頻傳輸速率，最高可支持3200萬(wàn)像素視頻傳輸@30fps及4K +顯示屏，預計2024年底提供樣片。

仁芯科技的R-LinC系列車(chē)載SerDes芯片也采用了私有協(xié)議，向下兼容全速率16Gbps-1.6Gbps，支持15米遠的傳輸距離，插損補償能力可達到30dB以上，可以實(shí)現17MP超高分辨率的ADAS攝像頭。其16G高速SerDes芯片已經(jīng)在今年一季度量產(chǎn)。

各家大廠(chǎng)的SerDes跑不同的私有協(xié)議，這對于主機廠(chǎng)來(lái)說(shuō)顯然不是好事。比如主機廠(chǎng)在選擇方案時(shí)，由于協(xié)議的綁定，串行和解串兩端，也就是ADAS控制器和傳感器兩端都必須用同一品牌的SerDes芯片，這讓車(chē)企的供應鏈選擇范圍大大縮小。比如在A(yíng)DAS控制器和傳感器兩個(gè)部分上，無(wú)法選擇不同品牌的方案，因為傳輸協(xié)議不通用。

自然，制定統一的標準就成為汽車(chē)行業(yè)，尤其是各大主機廠(chǎng)積極推動(dòng)的方向。

公有Serdes協(xié)議標準

目前共有的SerDes傳輸協(xié)議主要有三種，分別是ASA（Automotive SerDes Alliance）聯(lián)盟的ASA-ML、MIPI 聯(lián)盟的A-PHY和中國汽標委發(fā)布的HSMT。

ASA是由寶馬集團聯(lián)合大陸、恩智浦、博通等Tier1、汽車(chē)芯片巨頭在2019年成立的聯(lián)盟，目前已經(jīng)有超過(guò)70個(gè)成員企業(yè)。2020年12月，ASA發(fā)布了“ASA Motion Link（ASA-ML）”收發(fā)器規范v1.01，該規范定義了一種SerDes通信技術(shù)，用于從2Gbps到16Gbps線(xiàn)路速率的車(chē)載連接。據稱(chēng)目前正在制定的v1.1版本的下行速率將高達64Gbps。

MIPI是移動(dòng)行業(yè)處理器接口聯(lián)盟的縮寫(xiě)，此前為視頻數據傳輸制定的C-PHY、D-PHY等標準已經(jīng)在智能手機、高端顯示器、攝像頭、相機模塊等領(lǐng)域廣泛應用。MIPI AWG汽車(chē)工作組在2018年成立，包括寶馬、豐田、博世、英特爾、高通等多家廠(chǎng)商參與，旨在建立一個(gè)汽車(chē)SerDes物理層接口規范。

MIPI聯(lián)盟在2021年發(fā)布了MIPI A-PHY v1.0，在去年5月更新至MIPI A-PHY v1.1.1 版本。A-PHY v1.0版本下行速率支持2Gbps至16Gbps，上行速率100Mbps，同軸電纜傳輸距離達到15米。

值得一提的是，去年MIPI聯(lián)盟與ASA簽訂了合作協(xié)議，未來(lái)使用MIPI CSI-2接口可以與ASA-ML物理層進(jìn)行互聯(lián)，這也為未來(lái)建立更加廣泛的生態(tài)創(chuàng )造了入口。

另外，中國汽標委在去年發(fā)布了HSMT（High-speed Media Transmission高速媒體傳輸）標準的征求意見(jiàn)稿，下行速率最高12.8Gbps、上行速率100Mbps，主要特點(diǎn)在于抗干擾性較強。目前國內廠(chǎng)商瑞發(fā)科已經(jīng)推出了基于HSMT的車(chē)載SerDes芯片，包括串行器NS6012和4合一解串器NS6603。

芯熾科技、首傳微電子、 Valens等海內外廠(chǎng)商則在A(yíng)-PHY協(xié)議上推出了SerDes芯片；ASA-ML目前有Microchip、景略半導體等開(kāi)發(fā)了相關(guān)的SerDes產(chǎn)品。

寫(xiě)在最后：

車(chē)載SerDes芯片盡管目前市場(chǎng)規模并不大，但隨著(zhù)車(chē)載ADAS攝像頭、傳感器以及座艙內娛顯示設備的升級，SerDes芯片的需求量將快速上升。隨著(zhù)一大批國內新玩家主攻12G以上的高速SerDes，TI、ADI等巨頭在國內車(chē)載SerDes市場(chǎng)可能會(huì )受到一定程度沖擊。