技术解析|汽车智能传感器中的SerDes 技术

B站影视 电影资讯 2025-11-14 16:27 1

摘要:SerDes(串行器 / 解串器)技术作为连接传感器与电子控制单元(ECU)的关键桥梁,成为实现低延迟、高带宽数据传输的核心方案。

芝能智芯出品

辅助驾驶的发展,汽车电子架构迭代很快,传感器数量与数据密度的激增对系统带宽、实时性与可靠性提出了前所未有的要求。

SerDes(串行器 / 解串器)技术作为连接传感器与电子控制单元(ECU)的关键桥梁,成为实现低延迟、高带宽数据传输的核心方案。

辅助驾驶体系中,传感器承担了“感知世界”的任务,而 控制器 则负责“理解与决策”。两者之间的通信效率,直接决定了车辆的安全性与响应速度。SerDes 技术正是连接这一“神经通路”的关键纽带。

SerDes(Serializer/Deserializer)通过将低速并行数据流转换为高速串行数据流,实现传感器到 ECU 的长距离、高速数据传输。

Technica 的 SerDes 架构采用上下行双向链路设计:下行链路(>10Gbps)负责视频和感知数据的传输,上行链路(约100Mbps)用于控制信号与配置反馈,确保系统的实时双向通信。

传统汽车网络,如以太网或 LVDS,在面对多摄像头同步与高分辨率视频传输时,往往遭遇延迟瓶颈与带宽限制。

以人类驾驶为例,平均反应时间为 250 毫秒,而常规压缩视频流的延迟就可达 200 毫秒——在时速 100 公里情况下,车辆已经前进了 5 米。

SerDes 技术通过无压缩视频传输和亚微秒级延迟控制,数据传输延迟降低至 1 微秒以内,为 ADAS 提供了接近“实时感知”的基础。

SerDes 应用中采用 GMSL2/3 标准,并通过 MAX96793 串行器与 MAX96792A 解串器的组合实现高效的数据桥接。其核心模块支持 4 路 GMSL2/3 链路(8 个端口),可灵活适配不同摄像头与 ECU 配置。

模块具备网页服务器配置界面、硬件时间戳、gPTP 网络时间同步与无损 JPEG 压缩功能,可实现远程部署与实时调试。这一设计不仅简化了工程配置流程,也显著提升了系统冗余性与可维护性。

在物理层面,Technica 支持多种电缆与接口标准:同轴电缆(FAKRA、HFM)用于摄像头连接,屏蔽双绞线(H-MTD、MateNet)则适用于激光雷达与显示系统。

通过 POC(同轴供电)与电气隔离设计,系统可在复杂电磁环境下保持高信号完整性。

更重要的是,Technica 的模块支持与以太网交换机(EES)协同,通过 10G SFP+ 接口实现高速数据回传与分流,使测试台能够捕获每一路传感器的原始数据包并进行回放、分析。

车企在辅助驾驶算法训练项目中,需捕获多摄像头高速数据用于计算机视觉模型的训练。

传统记录仪因延迟与丢帧问题无法满足要求,采用 GMSL2/3 捕获模块,实现了多摄像头无损同步捕获、远程参数调整与 AI 验证数据流自动化。最终,客户实现了测试车队 100% 数据可靠性,显著提升了算法验证速度与成本效率。

在软件层面,利用开源框架 GStreamer 构建 SerDes 视频验证管线,使工程师能够直接从 PLP 视频流中提取图像、解码并进行实时分析。

该工具支持无损 JPEG 解压缩、多色滤镜阵列与伽马校正,可与 Wireshark 等网络分析工具联动,实现视频与控制数据的同步可视化。对于复杂的 ADAS 验证环境,这种“工程级可观察性”极大提升了调试效率与系统稳定性。

从架构到测试流程,SerDes 系统呈现出三个关键特征:低延迟、高同步性与灵活集成。

其通过增强型以太网交换机实现控制数据镜像与静态路由配置,使工程师能精准监控每一路链路状态。

在测试架构中,摄像头与 JETSON AGX Xavier 平台通过 GMSL2/3 传输数据,再经由 SerDes 模块与 EES 交换机汇聚至主机,实现多端口视频与控制流的同步记录与解析。

I2C 初始化序列与摄像头配置数据可通过 Wireshark 解码回放,为算法验证与系统诊断提供精确的上下文信息。

从宏观角度看,SerDes 技术的价值不仅在于“加速数据传输”,更在于“提升验证智能化”。

传感器验证的核心通道,通过统一接口标准、可视化验证工具与模块化硬件平台,实现从单传感器到多模态融合系统的全链路验证。

小结

在具身智能与辅助驾驶的交汇点上,传感器验证的复杂度正快速提升。

传统的点对点验证方式已难以支撑多摄像头、多雷达、多激光系统的融合测试需求,通过 SerDes 提供了一种可复用、可扩展、可验证的体系化解决方案。

“数据流”更快、更干净、更安全地在车辆中流动,也让工程师能以系统视角完成从“设计”到“验证”的闭环。

来源:芝能智芯

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