先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)正逐漸成為汽車中不可或缺的一部份——其介面可以連接到許多不同叢集的汽車電力/電子系統(tǒng)。與人體類似，這必須建置大 量功能并且使其互連：例如相機、雷達和超音波的感測器，以及處理單元和致動器。考慮到使用場景的復雜度以及必須交換資訊的車輛區(qū)域不同，充份的網(wǎng)路基礎架 構(gòu)對于系統(tǒng)效率的重要性不言而喻。從功能角度來看，駕駛輔助系統(tǒng)已經(jīng)開始不斷擴大傳統(tǒng)車載資訊娛樂系統(tǒng)的范圍。
如圖1‘電力/電子架構(gòu)的演變’中所示，駕駛輔助領域正逐漸成為電力/電子生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的一部份。ADAS和資訊娛樂系統(tǒng)將在未來將協(xié)同發(fā)展。
圖1：電力/電子架構(gòu)的演變。
典型的新興駕駛輔助應用包括：停車輔助、碰撞警告、交通標志監(jiān)看、車道偏離警告、進階車道引導、行人警告、夜視、自動巡航控制，以及預先碰撞警示。
駕駛輔助系統(tǒng)對于網(wǎng)路具有特殊要求。其特點包括：控制、視訊、資料封包和IP資料的傳輸；最高品質(zhì)的服務；硬即時確定性和低延遲；靈活的拓撲，如星狀、菊鏈和環(huán)狀；高頻寬；遠端控制功能；安全性方面；以及穩(wěn)定性和成熟度。除此之外，成本效率也是一項關鍵指標。
接下來將說明采用基本時分多址(TDMA)機制的多通道網(wǎng)路方案是一種絕佳的選擇。
多通道方案
通常，駕駛輔助系統(tǒng)必須處理各種感測器資料。為了因應這種復雜度，經(jīng)常必須尋找一種具有不同抽象層次和時序約束的分層方法。低層級中存在大量原始資料， 這需要較高的頻寬和一致且快速的傳輸。中層級需要傳輸物件和屬性。最后，最高層級則提供解析后的數(shù)據(jù)。MOST技術的典型映射如圖2‘MOST技術資料傳 輸機制’所示。
圖2：MOST技術資料傳輸機制
多通道網(wǎng)路系統(tǒng)能夠讓一個網(wǎng)路平行使用包括控制資料、串流資料和資料封包資料等所有服務。必要時還可透過一種高度決定性的方式輕松同步這些服務。
第3代MOST規(guī)格導入了速率達150Mbps的MOST技術網(wǎng)路。這一網(wǎng)路支援IP資料通訊，可提供符合IEEE 802.3標準的汽車即用型乙太網(wǎng)路通道，通道頻寬可在0到近150Mbps范圍自由配置。MOST技術向各種基于IP協(xié)議的應用開放，包括無線行動裝置 的無縫整合，以及‘車到車’與‘車到基礎設備’之間的通訊。
MOST技術架構(gòu)及其功能模組概念包含明確的應用程式設計介面，能夠標準化駕駛輔助應用和感測器的介面。
圖3：基于MOST技術網(wǎng)路的多相機系統(tǒng)
適合相機系統(tǒng)整合的星狀拓撲
圖3顯示一個基于MOST150網(wǎng)路的多相機系統(tǒng)，其中包括四臺高解析度相機。最多可以為每臺相機的視訊串流分配150Mbps的頻寬。MOST150 的整個資料串流頻寬可以單獨用于每個相機鏈路。該視訊相機系統(tǒng)可以擴展到八臺相機，總共使用1.2Gbps的總資料串流頻寬。環(huán)景相機透過同軸電纜連接到 星狀拓撲的中央節(jié)點。
圖4：基于MOST150同軸電纜的俯視展示系統(tǒng)
圖5：基于MOST150同軸電纜的車頂俯視螢幕
360度汽車俯視系統(tǒng)(圖4和圖5)使用了搭配MOST技術介面的小型相機，可提供1百萬畫素的解析度和高動態(tài)范圍。這類相機以經(jīng)濟高效的設計為基礎，由影像感測器晶片和MOST技術介面晶片組成。利用遠端控制功能，無需記憶體晶片或額外的微控制器即可執(zhí)行相機。
憑藉TDMA機制內(nèi)建的同步性，MOST技術多通道網(wǎng)路方案可確保即時的確定性和超低的視訊延遲(小于10毫秒)，因此可以完全滿足ADAS的需要。
MOST150技術已經(jīng)過與German TV合作的研究認證。根據(jù)IEC 61508和ISO 26262標準，MOST150具有安全保護層的概念，適用于自動防故障裝置的應用。
使多個MOST150分支的頻寬倍增
位于中央節(jié)點的多埠網(wǎng)路介面控制器可為每個網(wǎng)路分支分配最多150Mbps的資料串流頻寬。可使用包括星狀、環(huán)狀、樹狀或菊鏈在內(nèi)的任意拓撲建立不同的分支，并可以在不影響系統(tǒng)其他部份的串流資料傳輸情況下熱插拔或斷開這些分支。
低延遲資料串流
將視訊串流從相機發(fā)送到渲染器意味著將在很長一段時間內(nèi)傳輸大量的視訊資料。連續(xù)傳輸?shù)馁Y料串流不能發(fā)生中斷或存在延遲。MOST技術以確保的頻寬和超 低延遲傳輸資料串流。它既不需要額外的通訊處理器或定址開銷，也不必將資料分拆到多個資料封包中(隨后資料封包每次沿路徑通過設備都需要進行檢查)這種浪 費頻寬的串流。
同軸電纜
利用同軸電纜解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通訊并透過同一根電纜供電，因此可為ADAS汽車領域提供可擴展的電氣實體層。同軸電纜是傳輸高頻訊號的工業(yè)標準電纜。它本身提供保護，而且是一種低成本的標準電纜和連接器。它采用自動化接外掛程式結(jié)構(gòu)，與保護的銅線雙絞線相較，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的裝配成本。同軸電纜方案通過EMC驗證，工作速度已高達數(shù)Gbps，使其成為一種經(jīng)未來驗證可行的實體層。
相機設計
圖6顯示相機模組的方塊圖。影像感測器直接連接到MOST介面。相機通過I2C和GPIO并利用遠端控制功能來進行控制。視訊資料發(fā)送到MOST介面，隨后透過MOST網(wǎng)路以最高服務品質(zhì)進行傳輸。
圖6：相機方塊圖
遠端控制功能
相機模組利用添加到MOST技術規(guī)格中的全新遠端控制功能。這項新功能可減少軟體堆疊，軟體堆疊通常需要在顯示器和相機等周邊設備節(jié)點中使用微控制器和 記憶體。例如，遠端控制功能支援作為I2C匯流排主元件的控制埠。I2C匯流排主元件管理影像感測器和其他板上從屬元件的讀寫作業(yè)。I2C的讀寫作業(yè)透過 MOST控制通道遠端處理。此外，GPIO也透過MOST技術控制通道遠端處理。例如，它們可以作為相機中的重置接腳。GPIO事件將通過MOST網(wǎng)路自 動進行報告。俯視系統(tǒng)的電子控制單元(ECU)中現(xiàn)有的處理能力用于執(zhí)行所有相機的控制軟體。
將所有控制軟體集中于俯視系統(tǒng)的ECU中可顯著簡化開發(fā)過程，因為這種情況下只需要開發(fā)和部署一個軟體實例。這種設備架構(gòu)有助于最佳化系統(tǒng)劃分、節(jié)省電路板空間，甚至降低遠端裝置的功耗。
穩(wěn)定性和成熟度
如今，MOST技術已在150種上路行駛的車型中通過穩(wěn)定性與強韌性驗證了。采用MOST150網(wǎng)路的最新汽車也已從2012年開始上路行駛。
MOST技術為ADAS提供了一種經(jīng)濟高效的系統(tǒng)解決方案，主要優(yōu)勢如下：
1、透過TDMA機制實現(xiàn)確定性和超低延遲
2、MOST的資料串流特性支援連續(xù)傳輸視訊資料串流，無需資料封包或緩沖
3、最高品質(zhì)的服務
4、支援多種資料類型：控制、資料封包、資料串流和IP資料
5、靈活的拓撲，如星狀、菊鏈和環(huán)狀
6、經(jīng)汽車驗證的同軸電纜實體層
結(jié)論
本文展示MOST技術網(wǎng)路可為相機系統(tǒng)(如俯視系統(tǒng))提供最佳解決方案。多通道網(wǎng)路方案支援通過同一鏈路平行傳輸控制訊息、視訊資料串流和物件清單等資 料封包資料。靈活的架構(gòu)支援星狀和環(huán)狀拓撲以及二者的混合。MOST技術的資料串流特性基于TDMA機制，支援即時資料串流并可提供超低延遲和最高品質(zhì)的 服務。
MOST技術可為每臺相機的資料串流分配最高150Mbps的頻寬，在俯視系統(tǒng)的ECU中，當使用由八臺相機組成的星狀架構(gòu)時，最多可使用1.2Gbps的頻寬向中央處理器傳輸視訊資料。該技術使用經(jīng)驗證的汽車同軸電纜和連接器，并可通過同一根電纜供電。MOST技術已在150多種上路行駛的車型中得到應用，能夠為相機系統(tǒng)提供一種穩(wěn)定且成熟的選擇。