MIPI Alliance veröffentlicht A-PHY SerDes-Schnittstelle für die Automobilbranche

• Erste asymmetrische Standardschnittstelle mit großer Reichweite auf physikalischer Ebene eröffnet neue Möglichkeiten für ADAS-, IVI- und andere Umgebungssensorik-Anwendungen
• A-PHY v1.0 bildet die Grundlage für umfassende MIPI Automotive SerDes Lösungen

Die MIPI Alliance, eine internationale Organisation, die Schnittstellenspezifikationen für die Mobilbranche und von mobilen Anwendungen beeinflusste Branchen entwickelt, gab heute die Verfügbarkeit von MIPI A-PHY v1.0 bekannt, die erste Long-Reach SerDes (Serializer/Deserializer) Standardschnittstelle für den Physical Layer. Die neue Spezifikation, die Mitgliedern der MIPI Alliance nun zur Verfügung steht, bietet eine asymmetrische Datenverbindung in einer Punkt-zu-Punkt-Topologie, die uni-direktionale Hochgeschwindigkeitsdaten, integrierte bi-direktionale Steuerdaten und optionale Stromversorgung über ein einziges Kabel bereitstellt.

A-PHY v1.0 umfasst die folgenden Vorteile:

• Hohe Zuverlässigkeit: Besonders niedrige Paketfehlerrate (PER) von 10^-19 für beispiellose Leistung über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs
• Hohe Resilienz: Exterm hohe Immunität gegen EMV-Effekte unter anspruchsvollen Automobilbedingungen
• Große Reichweite: Bis zu 15 Meter
• Hohe Leistung: Datenrate bis zu 16 Gbps sowie später bis zu 48 Gbps und darüber hinaus; Version 1.1 (bereits in Entwicklung) wird eine Verdoppelung der Hochgeschwindigkeits-Datenrate auf 32 Gbps und eine Erhöhung der Uplink-Datenrate auf 200 Mbps ermöglichen.

Neue Konnektivitätslösungen für In-Car Netzwerke

Mit der Verfügbarkeit von A-PHY v1.0 stellte die MIPI Alliance heute auch die „MIPI Automotive SerDes Solutions (MASS)” vor. Mit MASS wird die Organisation OEMs und Zulieferern der Automobilindustrie End-to-End-Lösungen für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung für die wachsende Zahl von Kameras, Sensoren und Displays im Fahrzeug zur Verfügung stellen, die Automotive-Anwendungen wie fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und In-Vehicle Infotainment (IVI) ermöglichen. Gleichzeitig ist dies ein weiterer wichtiger Schritt auf dem Weg zur Entwicklung vollständig autonomer Fahrzeuge. Die MASS-Lösungen mit ihrer besonders hohen funktionalen und integrierten Sicherheit auf Protokollebene werden Automobilherstellern helfen, neue und zukünftige Sicherheitsfunktionen wie Backup-Kameras mit geringer Latenzzeit, Spurhalte- und Schildererkennungs-Sensoren sowie 360-Grad-Kamera-, Lidar- und Radarsysteme zu integrieren. Darüber hinaus werden die Lösungen auch zahlreiche hochauflösende Instrumenten-, Kontroll- und Unterhaltungsdisplays unterstützen.  

„MIPI-Kamera- und Display-Schnittstellen sind bereits heute in Fahrzeugen weit verbreitet. Die MASS-End-to-End-Lösungen, mit A-PHY als Eckpfeiler, werden auf diesen ausgereiften Spezifikationen aufbauen, Skaleneffekte nutzen und die von der Automobilindustrie benötigte Sicherheit und Zuverlässigkeit bieten”, erklärt Joel Huloux, Vorsitzender der MIPI Alliance. „Ähnlich wie die MIPI-Spezifikationen heute in Milliarden von Smartphones enthalten sind, wird MASS eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung zukünftiger Fahrzeuggenerationen spielen. Diese Spezifikationen werden eine höhere Qualität, niedrigere Kosten, eine größere Auswahl und eine einfachere Umsetzung für bordeigene Netzwerke bieten, was der gesamten Automobil-Zulieferkette zugute kommen wird.”

Der MASS Protocol Stack

Als ein wesentliches Element der Bitübetragungsschicht (Physical Layer) besteht die Hauptaufgabe von A-PHY in der Übertragung von Hochgeschwindigkeitsdaten zwischen Kameras und Displays sowie den zugehörigen Domain-Steuergeräten (ECUs). Durch die Entwicklung zusätzlicher unterstützender Spezifikationen wird MASS den Betrieb bewährter Protokolle höherer Schichten von MIPI (wie MIPI CSI-2 und DSI-2) und von Dritten über physikalische Verbindungen ermöglichen. Somit können sie sich über ein ganzes Fahrzeug erstrecken, wodurch die Notwendigkeit proprietärer "Brücken" und PHYs entfällt. Für OEMs und Systemintegratoren bedeutet dies enormes Einsparungspotenzial durch weniger komplexe Netzwerke, ein geringeres Gewicht der Kabelbäume und kürzere Entwicklungszeit.

Mit A-PHY als physikalischer Schicht umfasst der MASS-Protokollstack folgende Komponenten:

• Protokolle höherer Schichten, wie MIPI CSI-2 und DSI-2, mit aktualisierten Versionen, die später in diesem Jahr und Anfang 2021 verfügbar sein werden
• Protokollanpassungsschichten (PALs), die Protokolle zur Übertragung über A-PHY auf das A-Packet-Format von A-PHY anpassen. PALs für MIPI CSI-2 und DSI-2 sowie für Schnittstellen mit geringerer Bandbreite wie I²C, I2S, GPIO und Ethernet100 werden voraussichtlich noch in diesem Jahr fertiggestellt, und ein I3C-PAL kann im Jahr 2021 erwartet werden. Darüber hinaus arbeitet MIPI auch mit anderen Organisationen zusammen, um weitere etablierte Protokolle zu unterstützen. In diesem Zusammenhang hat MIPI seine Zusammenarbeit mit VESA ausgeweitet und entwickelt aktiv einen Adaption Layer für die Verwendung mit seinen DisplayPort- und Embedded DisplayPort-Standards
• bereits in der Entwicklung befindliche Erweiterungen, wie MIPI Camera Service Extensions (CSE) und Display Service Extensions (DSE), die für mehr funktionale Sicherheit für ADAS, Autonomes Fahren und andere Anwendungen sorgen und HDCP (High-Bandwidth Digital Content Protection) unterstützen, der den für Display-Anwendungen erforderlichen Schutz digitaler Inhalte mit hoher Bandbreite liefert.

MIPI Automotive SerDes Solutions adressieren die funktionale Sicherheit für heterogene Protokolle und zahlreiche Topologien, einschließlich der Reihenschaltung (Daisy-Chaining), gemäß ISO 26262. Systemingenieure können mittels dieser Architektur Systeme aufbauen, die die ASIL-Anforderungen (Automotive Safety Integrity Level) von ASIL B bis ASIL D auf jeder Ebene erfüllen. Dies umfasst auch auch End-to-End-Lösungen für die Authentifizierung, Integrität und Vertraulichkeit zum Schutz der Daten von MASS-Kamera-, Sensor- und Display-Komponenten.

Breite Unterstützung durch die Industrie

Zahlreiche MIPI-Mitgliedsunternehmen engagieren sich aktiv in der A-PHY Subgroup, eine Arbeitsgruppe der MIPI Alliance. Dazu gehören unter anderem führende Hersteller wie: Beijing ASL Technology Co Ltd., BitifEye Digital Test Solutions GmbH, Intel Corporation, Luxshare-ICT Inc., MediaTek Inc., Mixel Inc., ON Semiconductor, Parade Technologies Ltd., Primesoc Technologies, Prodigy Technovations Pvt. Ltd., Qualcomm Incorporated, Robert Bosch GmbH, Sony Corporation, STMicroelectronics, Synopsys Inc., Tektronix Inc., Teledyne LeCroy, Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation, Valens Semiconductor und andere.

Ressourcen für die Automobilindustrie

Für Systemdesigner und Entwickler von Lösungen für die Automobilindustrie stellt MIPI umfangreiche Ressourcen zur Verfügung:

• MIPI DevCon 2020, ein kostenloses virtuelles Event am 22. September 2020
• Weitere Events für die Automobilbranche
• A-PHY Webinar Aufzeichnung "MIPI A-PHY: The Cornerstone of a MIPI Automotive System Solution"
• White Paper "Driving the Wires of Automotive: MIPI specifications in automotive and the MIPI A-PHY solution"

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MIPI^® ist eine eingetragene Marke der MIPI Alliance. MIPI Automotive SerDes Solutions (MASS^SM), MIPI A-PHY^SM, MIPI CSI-2^SM und MIPI DSI-2^SM sind Service Marken der MIPI Alliance. VESA^® ist eine eingetragene Marke der Video Electronics Standards Association. DisplayPort™ ist eine Marke von VESA. ON Semiconductor^® ist eine eingetragene Marke von SCILLC.