MIPI聯盟日前在臺舉行MIPI DevCon開發者大會時揭露更多關於A-PHY的新進展。

過去,主推行動裝置傳輸介面標準的MIPI聯盟(Mobile Industry Processor Interface Alliance),近日宣布即將完成汽車傳輸介面標準A-PHY的制定,最快年底或明年上半就會釋出第一個版本,可供智慧汽車,甚至未來自駕車發展使用,這也將是第一個車用MIPI標準出爐,MIPI聯盟日前在臺舉行MIPI DevCon開發者大會時也透露更多新進展。

首個車用MIPI規範標準即將釋出

現今,全球每年平均生產20億隻手機,每隻手機裡至少會用到一個以上的MIPI標準或規範,用於處理手機內部元件與行動處理器之間的訊息傳遞,例如攝影鏡頭、觸控顯示器等。2003年成立MIPI聯盟,成員多半來自全球主要手機OEM廠、半導體巨頭,以及系統整合商與軟體商,至今在全球78國,擁有多達320個成員。

除了行動產業相關標準制定,MIPI聯盟近年來也積極跨足物聯網產業,尤其是汽車電子領域,去年決定要將行動平臺標準帶進智慧汽車,而提出首個車用傳輸介面標準A-PHY,還因此成立汽車產業工作小組(Automotive Working Group)負責制定這個標準,如今,這個新標準,也即將在今年底或明年初完成制定。

負責擔任該小組主席也是Sony零件解決方案部門工程總監Matt Ronning表示,相比手機,未來自駕車需要配備的感測器裝置也不少,比如攝影機、雷達、光達等,同樣需要有一個專用傳輸介面,可供汽車業來使用,因而催生出了A-PHY標準。

A-PHY是一個車用內部網路實體介面標準,其最大特色就是可以在比手機體積更大的汽車上,來使用符合MIPI標準的傳輸介面,而且傳輸距離更長,A-PHY介面使用的線長,最遠可達到15公尺,不像傳統用於手機的MIPI介面,如D-PHY、C-PHY等,長度約只有25公分到40公分,使用於汽車環境時,仍須加裝多個橋接器,才能達到同樣的長度。

在設計上,A-PHY介面也能做為不同車用影像感測器的傳輸介面,以攝影鏡頭為例,一張照片的畫質要達到300萬畫素到1千萬畫素,傳輸速度至少需要5~10 Gbps,雷達、光達需要傳輸速度會更高,這些感測器蒐集的資料,經過視覺化處理,也會在顯示器面板上來呈現行車狀況,同樣需要很高的傳輸速度,「就很適合採用A-PHY介面。」他表示。

A-PHY的另一個好處是可以節省成本,因為A-PHY採用的是非對稱的資料傳輸架構,只有其中一邊提供較大頻寬的傳輸速度,另一邊則採用低速且有限頻寬,Matt Ronning解釋,這樣做的原因,在於傳輸資料時,只有正向傳輸需要較高的速度,反向傳輸就不需要這麼高的速度,例如,將大量影像畫面從車上感測器傳送至ECU電子單元時,傳輸速度才需要夠快;反之,當由ECU發送控制訊號或指令,所需資料量少,傳輸頻寬就不需要這麼大。他說,透過這種架構,比起採用雙向傳輸的車用乙太網路,更可以有效減少成本。在規格上,A-PHY的單向傳輸速度可以達到2~16Gbps,反向傳輸則可到25~125Mbps。

A-PHY是一個車用內部網路實體介面標準,其最大特色就是可以在比手機體積更大的汽車上,來使用符合MIPI標準的傳輸介面,而且傳輸距離更長,A-PHY介面使用的線長,最遠可達到15公尺,不像傳統用於手機的MIPI介面,長度約只有25公分到40公分,傳輸速度亦可以達到2~16Gbps。

 

通過將行動標準帶進智慧汽車   也能幫助行動產業很快跨入車用市場

Matt Ronning也指出,未來這個標準推出後,不只可供汽車產業使用,更可以幫助原MIPI聯盟成員,多達300家行動平臺業者,能夠很容易轉換到智慧汽車產業或自駕車應用領域,甚至只須將這些手機上的硬體稍微改良設計,符合A-PHY規範,就可以直接拿到汽車內來用,不需要採用新的MIPI協定,仍可以使用現有行動MIPI協定,例如相機用的MIPI CSI-2,或顯示器MIPI DSI-2協定等。甚至,為了支援不同車用通訊協定,除了底層的實體層介面,A-PHY本身還包含一個通用的數據鏈結層(data link layer),可以支援其他非MIPI協定,如車載DisplayPort協定等。

不過,有別於MIPI聯盟提出的A-PHY標準,目前一些主要汽車OEM業者或零組件廠商,仍主推車用乙太網路(Automotive Ethernet),做為主要汽車傳輸網路,不過,MIPI聯盟董事總經理Peter Lefkin指出,兩者定位並不同,A-PHY比較用在需要較低功耗與更低成本的車用感測器,如攝影機、顯示器等,來與車上處理器或ECU單元互連,但是汽車上各個主要ECU單元之間的訊息溝通,仍可通過乙太網路進行通訊,他強調:「A-PHY和車用乙太網路不是競爭,而是互補關係。」

不過,要完成A-PHY標準的制定,也不是容易的事,尤其,相較於消費用途的行動裝置,車用環境的難度挑戰更高,必須考慮到的環境因素更多,甚至需要嚴格遵守汽車相關安全標準,比如功能安全(Functional Safety)等,就要求車上的攝影機訊號不能有任何錯誤,造成控制方面的問題,而影響行車安全。其它也有像是EMI電磁干擾的影響,也花了他們很長時間,以解決其相關問題。

經過一年規畫與規格制定,Matt Ronning表示,目前已經到了最後完成階段,預計今年底或明年初,就會有正式標準出爐,他說,最快年底會先推出一個相對穩定的草擬版本,可供汽車行業進行測試。預計首批採用A-PHY的車輛將在2024年投產,以符合全球自駕車商用的腳步。


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