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一、車載Serdes芯片的重要性

       汽車智能駕駛時代，特別是輔助駕駛/自動駕駛的普及，環境感知已成為汽車行業中一個新興的關鍵技術領域，車載攝像頭的數量、分辨率快速增加；大量數據需要高速率、高寬帶的傳輸，使得高性能車載Serdes芯片成為核心零部件之一，如下圖是自動駕駛架構框圖，Serdes/MIPI A-PHY承擔了自動駕駛ADAS芯片與攝像頭之間的高速數據互聯。

圖：ADAS系統與攝像頭互聯示意圖

       目前，從車載攝像頭到車載顯示器、ADAS域控制器、座艙域控制器等都在使用車載通信Serdes芯片，以實現視頻信號和實時數據傳輸。

二、車載Serdes主流技術標準概況

      目前車載Serdes的標準眾多，私有協議包括TI德州儀器的FPD-Link標準，ADI（美信）的GMSL，Inova Semiconductors的APIX，以及羅姆的Clockless Link等。

      公開標準目前主要是3個，MIPI A-PHY和ASA，以及中國的HSMT標準。

      MIPI A-PHY的陣營的參與者包括寶馬、豐田、博世、電裝、采埃孚、英特爾、微軟、松下、高通等。2018年，MIPI AWG（Automotive Working Group）成立，旨在引入名為MASS（MIPI Automotive SERDES Standard）的通用通信框架鋪平道路。2021年，MIPI聯盟Z近發布了MIPI A-PHY v1.0，這是首-個汽車長距離串行器/解串器（Serdes）物理層接口規范。

      目前MIPI A-PHY的最新標準版本是MIPI A-PHY® v1.1.1 (May 2023)。

三、MIPI A-PHY CTS V1.0標準解讀

       高等駕駛輔助系統（ADAS）的首要目標，是確保車內駕乘人員和周邊行人的安全。只有在接收機以合格的比特誤碼率運行時，子系統才能正常工作。值得注意的是，接收機測試已經納入MIPI A-PHY所涉各種相關規范的合規性測試規范（CTS）。在測試Serdes物理層（PHY）信號時，了解它以什么方式發送消息，然后在另一端以什么方式接收消息至關重要。基于最新的CTS v1.0，我們可以涵蓋整個物理層測試一致性測試，首先是信號完整性測試，目的是消除來自其他源頭的失真、反射、衰減和/或耦合噪聲。其次，要在更高層級驗證被測器件（DUT）的功能以 及 PHY與 ECU之間的信號傳輸，了解信號傳輸是否劃分了正確的優先級。Z后，您需要將DUT放到一系列壓力環境中，并識別它在哪個階段發生故障，這對整個系統的測試都至關重要。

 

四、Serdes/A-PHY 測試概覽與關鍵

       Serdes芯片的測試，一般可以歸納為：發射機測試，接收機測試與鏈路測試3類，下面我們分別就幾類測試與關鍵的測試點，做一個詳細的介紹。

1、支持的標準包括：

（1）MIPI A-PHY 1.0 CTS version 0.9

（2）ASA 1.1 CTS version 0.2

（3）GMSL2

2、Serdes/A-PHY發射機測試

     Serdes/A-PHY的發射機Tx測試，主要利用示波器配合是德科技的專有軟件完成，如下圖是一個典型的差分SMA連接的發射機測試框圖。

圖：差分連接的發射機Tx測試框圖

       采用UXR系列示波器作為信號接收，以得到優異的底噪和抖動性能，配合Keysight AE2010T 汽車 Serdes 發射機測試應用軟件，測試時能夠自動配置示波器，并提供詳盡的測試結果，其中包含裕量和統計分析結果，一般的測試項如下：

圖：MIPI A-PHY 1.0 CTS 第 0.9 版測試項

圖：ASA 1.1 CTS 第0.2版測試項

圖：GMSL2測試項

（一）發射機測試關鍵測試點包括：

      可以執行基于Serdes協議（含 MIPI A-PHY和 ASA）的驗證測試，以及如下的測試項

（1）頻率

（2）失真

（3）抖動

（4）壓降

（5）MDI回波損耗

3、Serdes/A-PHY接收機測試：

     Serdes/A-PHY的接收機Rx測試，相對比較復雜，需要借助高速任意波形發生器來完成，測試項也相對較多，如下是一個典型的Rx測試框圖，借助M8195A任意波形發生器，產生帶壓力的信號，通過AE2090B夾具加噪聲，控制軟件AE2010R單獨在PC上運行。

圖：接收機Rx測試框圖

（二）關鍵測試點包括：

      接收機負責解碼通過鏈路發送的數據，然后將其傳送給 ECU 或顯示設備做進一步處理。接收機一旦出現誤碼，會導致來自安全關鍵型傳感器（如攝像頭、雷達和激光雷達）的數據丟失或損壞。

      傳統的接收機功能越來越不適應 PAM-4 等復雜的調制方案，特別是通過長信道傳輸信號、受到多種噪聲源同時干擾的情況。為了表征接收機的性能，工程師必須測量其在受到多個噪聲源干擾時的誤碼水平，包括：

（1）窄帶干擾

（2）大電流注入

（3）在線瞬變

（4）線外串擾

        測量系統可以包括噪聲源、放大器和耦合電路，以便向有源 Serdes 鏈路注入精準的噪聲電平。接收機必須在受到噪聲干擾的情況下也能正確解釋符號。接收機測試的重點在于，確保接收機在受到干擾時仍能保持較低的比特誤碼率（BER）。

4、Serdes/A-PHY鏈路測試

     Serdes的鏈路測試包括了連接器，電纜，轉接頭等的測試，通常是用網絡分析儀配合一系列的轉接頭等來完成，下圖是典型的Serdes傳輸通道示意圖：

圖：Serdes/MIPI A-PHY傳輸通道示意圖

       可以看到，不同的ECU之間，通過高速的電纜連接，而不同廠家可以采用不同的轉接和電纜的標準，鏈路測試需要全面的評測端到端的鏈路性能，符合Serdes/MIPI A-PHY的標準要求。

       鏈路測試，可以采用AE2000L鏈路一致性測試系統來完成，可以根據需求來需求來選擇不同類型的網絡儀，包括高性能的ENA系列，多端口的PXI模塊以及高性價比的USB網絡分析儀組建測試系統，配合AE2010L自動化測試軟件，能夠很容易的完成鏈路測試從校準到報告輸出的過程。

關鍵測試點包括：

       Serdes 鏈路的通道表征包括時域和頻域分析。工程師需要查看線纜連接系統、MDI、夾具和測試系統要求。目前還沒有針對 MDI 連接器的統一標準，但已經出臺了一些嚴格的規范，這有助于減少 MDI 和電纜之間的相互作用。

       我們在進行通道測試時，需要查看是否有以下錯誤：

（1）阻抗失配

（2）信號失真或缺陷

（3）電纜之間的串擾