如圖1‘電力/電子架構的演化’中所示,駕馭輔佐領域正逐漸變成電力/電子生態體系中不可或缺的一部份。ADAS和資訊文娛體系將在將來將協同開展。
圖1:電力/電子架構的演化。
典型的新式駕馭輔佐運用包含:泊車輔佐、碰撞正告、交通標志監看、車道違背正告、進階車道引導、行人正告、夜視、主動巡航操控,以及預先碰撞警示。
駕馭輔佐體系關于網路具有特殊要求。其特色包含:操控、視訊、材料封包和IP材料的傳輸;最高質量的效勞;硬即時確定性和低推遲;靈敏的拓撲,如星狀、菊鏈和環狀;高頻寬;遠端操控功用;安全性方面;以及穩定性和成熟度。除此之外,本錢功率也是一項關鍵目標。
接下來將闡明選用基本時分多址(TDMA)機制的多通道網路計劃是一種絕佳的挑選。
多通道計劃
一般,駕馭輔佐體系有必要處理各種感測器材料。為了因應這種復雜度,常常有必要尋覓一種具有不一樣抽象層次和時序束縛的分層辦法。低層級中存在很多初始材料,這需求較高的頻寬和共同且快速的傳輸。中層級需求傳輸物件和特點。最終,最高層級則供給解析后的數據。MOST技能的典型映射如圖2‘MOST技能材料傳輸機制’所示。
圖2:MOST技能材料傳輸機制
多通道網路體系能夠讓一個網路平行運用包含操控材料、串流材料和材料封包材料等一切效勞。必要時還可透過一種高度決定性的方法輕松同步這些效勞。
第3代MOST規范導入了速率達150Mbps的MOST技能網路。這一網路援助IP材料通訊,可供給契合IEEE 802.3規范的轎車即用型乙太網路通道,通道頻寬可在0到近150Mbps規模自在裝備。MOST技能向各種依據IP協議的運用敞開,包含無線舉動設備的無縫結合,以及‘車到車’與‘車到根底設備’之間的通訊。
MOST技能架構及其功用模組概念包含清晰的運用程式設計介面,能夠規范化駕馭輔佐運用和感測器的介面。
圖3:依據MOST技能網路的多相機體系
適合相機體系結合的星狀拓撲
圖3顯現一個依據MOST150網路的多相機體系,其間包含四臺高解析度相機。最多可認為每臺相機的視訊串流分配150Mbps的頻寬。MOST150的全部材料串流頻寬能夠獨自用于每個相機鏈路。該視訊相機體系能夠擴展到八臺相機,一共運用1.2Gbps的總材料串流頻寬。環景相機透過同軸電纜連接到星狀拓撲的中心節點。
圖4:依據MOST150同軸電纜的仰望展現體系
圖5:依據MOST150同軸電纜的車頂仰望螢幕
360度轎車仰望體系(圖4和圖5)運用了調配MOST技能介面的小型相機,可供給1百萬畫素的解析度和高動態規模。這類相機以經濟高效的設計為根底,由印象感測器晶片和MOST技能介面晶片構成。運用遠端操控功用,無需記憶體晶片或額定的微操控器即可履行相機。
憑藉TDMA機制內建的同步性,MOST技能多通道網路計劃可保證即時確實定性和超低的視訊推遲(小于10毫秒),因而能夠徹底滿意ADAS的需求。
MOST150技能現已過與German TV協作的研討認證。依據IEC 61508和ISO 26262規范,MOST150具有安全維護層的概念,適用于主動防毛病設備的運用。
使多個MOST150分支的頻寬倍增
坐落中心節點的多埠網路介面操控器可為每個網路分支分配最多150Mbps的材料串流頻寬。可運用包含星狀、環狀、樹狀或菊鏈在內的恣意拓撲樹立不一樣的分支,并能夠在不影響體系其他部份的串流材料傳輸情況下熱插拔或斷開這些分支。
低推遲材料串流
將視訊串流從相機發送到渲染器意味著將在很長一段時間內傳輸很多的視訊材料。接連傳輸的材料串流不能發作中止或存在推遲。MOST技能以保證的頻寬和超低推遲傳輸材料串流。它既不需求額定的通訊處理器或定址開支,也不必將材料分拆到多個材料封包中(隨后材料封包每次沿途徑經過設備都需求進行檢查)這種糟蹋頻寬的串流。
同軸電纜
運用同軸電纜解決計劃能夠完成雙向通訊并透過同一根電纜供電,因而可為ADAS轎車領域供給可擴展的電氣實體層。同軸電纜是傳輸高頻信號的工業規范電纜。它本身供給維護,而且是一種低本錢的規范電纜和連接器。它選用主動化接外掛程式構造,與維護的銅線雙絞線相較,能夠完成更低的安裝本錢。同軸電纜計劃經過EMC驗證,工作速度已高達數Gbps,使其變成一種經將來驗證可行的實體層。
相機設計
圖6顯現相機模組的方塊圖。印象感測器直接連接到MOST介面。相機經過I2C和GPIO并運用遠端操控功用來進行操控。視訊材料發送到MOST介面,隨后透過MOST網路以最高效勞質量進行傳輸。
圖6:相機方塊圖
遠端操控功用
相機模組運用添加到MOST技能規范中的全新遠端操控功用。這項新功用可削減軟體堆疊,軟體堆疊一般需求在顯現器和相機等周邊設備節點中運用微操控器和記憶體。例如,遠端操控功用援助作為I2C匯流排主元件的操控埠。I2C匯流排主元件辦理印象感測器和其他板上隸屬元件的讀寫工作。I2C的讀寫工作透過MOST操控通道遠端處理。此外,GPIO也透過MOST技能操控通道遠端處理。例如,它們能夠作為相機中的重置接腳。GPIO事情將經過MOST網路主動進行陳述。仰望體系的電子操控單元(ECU)中現有的處理才能用于履行一切相機的操控軟體。
將一切操控軟體集中于仰望體系的ECU中可明顯簡化開發進程,由于這種情況下只需求開發和部署一個軟體實例。這種設備架構有助于最佳化體系劃分、節省電路板空間,乃至下降遠端設備的功耗。
穩定性和成熟度
現在,MOST技能已在150種上路行進的車型中經過穩定性與強耐性驗證了。選用MOST150網路的最新轎車也已從2012年開端上路行進。
MOST技能為ADAS供給了一種經濟高效的體系解決計劃,首要優勢如下:
1、透過TDMA機制完成確定性和超低推遲
2、MOST的材料串流特性援助接連傳輸視訊材料串流,無需材料封包或緩沖
3、最高質量的效勞
4、援助多種材料類型:操控、材料封包、材料串流和IP材料
5、靈敏的拓撲,如星狀、菊鏈和環狀
6、經轎車驗證的同軸電纜實體層
定論
這篇文章展現MOST技能網路可為相機體系(如仰望體系)供給最佳解決計劃。多通道網路計劃援助經過同一鏈路平行傳輸操控訊息、視訊材料串流和物件清單等材料封包材料。靈敏的架構援助星狀和環狀拓撲以及二者的混合。MOST技能的材料串流特性依據TDMA機制,援助即時材料串流并可供給超低推遲和最高質量的效勞。
MOST技能可為每臺相機的材料串流分配最高150Mbps的頻寬,在仰望體系的ECU中,當運用由八臺相機構成的星狀架構時,最多可運用1.2Gbps的頻寬向中心處理器傳輸視訊材料。該技能運用經驗證的轎車同軸電纜和連接器,并可經過同一根電纜供電。MOST技能已在150多種上路行進的車型中得到運用,可認為相機體系供給一種穩定且成熟的挑選。