高速数据保障交通安全：专用高速视频链路

作者：Andy McLean 德州仪器

基于视觉的安全系统在汽车应用中几乎变得随处可见。多种高清显示屏正在中央控制台、后座靠背以及仪表板上悄然出现，以充分满足信息娱乐需求。此外，汽车制造商也在越来越多地部署摄像头，以提高安全性，实现驾驶员辅助应用（例如提高倒车和停车的可视性）。美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 拟定了新的汽车安全条例，要求在 2014 年所有汽车都将后置视频摄像头及显示屏作为标准配置。倒车事故每年都会造成数百人死亡和数千人受伤，该条例旨在减少这一伤亡数字。这样无疑将提高安全性，提升驾驶体验，但所有这些摄像头的增加也将给汽车系统设计人员带来新的挑战。
传送高速视频的链路专用高速视频链路将车内的每个显示屏或摄像头连接到控制（头端）单元。最简单的是使用单条同轴线缆将来自后端摄像头的 NTSC (CVBS) 信号显示在中央控制台的屏幕上。然而，现在的趋势显然是利用百万像素数字摄像头提高显示在高分辨率 LCD 面板上的画面清晰度与质量。
高速串行数字链路连接视频组件，可在摄像头的数字成像器与数字 LCD 显示屏之间实现无缝连接。汽车视频链路中部署的最常用及最可靠高速数字接口技术基于 ANSI/tiA/EIA-644-A 低电压差分信号 (LVDS) 标准。LVDS 可提供一个稳健的数据传输标准，支持远距离、低功耗、高噪声抑制性以及低 EMI。LVDS 采用差分方式（而非接地所参考的单端信号）实现所需的链路属性。

通过部署更小型的连接器和线缆来缩减系统尺寸和重量（汽车应用中的两个重要特性），可降低互联成本。如图 1 所示，串行器接收来自视频源（例如摄像头影像传感器）的数据，然后将 RGB 色彩的并行总线信号与控制信号转换为 LVDS 串行化数据流，以便通过单条双绞线对线缆传输。线缆另一端的配套解串器可扩展返回至并行接口的视频信号，该接口连接显示器或主机。
德州仪器 (TI) 的 FPD-Link III 串行串器产品系列提供各种应对高速系统设计挑战的高级特性。通过单个差分对传输的单个串行数据流可避免数据延迟差问题。这些器件可对串行数据进行编码，以包含无需参考时钟就能恢复的嵌入式时钟，从而无需特别训练序列便可快速初始化连接。经过精心随机化和解扰处理的视频数据不仅可最大限度地减少电磁干扰 (EMI)，而且还具有 DC 平衡性，有助于信号在 10 多米长的双绞线或单同轴线上传输和恢复。这些措施可帮助降低 EMI，其在汽车环境中非常重要，有严格的电磁兼容性 (EMC) 标准。点击这里，了解有关串行解串器芯片组的更多详情。