汽车传感器MIPI CSI-2和PHY传输和接收模块设计

传感器、这些传感器输出的ML推断结果是自动辅助驾驶的重要核心。Mixel和Rambus在MIPI DevCon上就这种传输技术MIPI进行了讲解，涉及了来自Rambus的摄像头串行接口（MIPI CSI-2）和来自Mixel的物理接口（MIPI C-PHY和MIPI D-PHY）

MIPI CSI-2和PHY传输和接收模块

MIPI CSI-2是定义摄像头和ISP（图像信号处理器）之间串行接口的功能。像素从一端流入，最终从另一端流出，所以该接口需要一个发送功能和一个接收功能。由于这些功能必须能够连接任何摄像头（或多个摄像头）到任何ISP，需要很大的灵活性，比如传感器和最终消费者之间的带宽匹配，允许例如连续的流式传输。

在CSI-2的发送和接收功能之间，D-PHY（或C-PHY）负责物理通信。D-PHY使用差分信号，而C-PHY则使用巧妙的差分技术，配合编码，支持更高的数据传输速率。这些技术虽然复杂，但显然支持比D-PHY更高的数据速率。

PHY的安全性

这些IP是为汽车应用设计的，因此安全性是一个关键目标。PHY和控制器都必须满足ISO 26262标准中适当ASIL级别的FMEDA要求。此外，安全关键的汽车应用需要对MIPI PHY进行系统内可测试性。我看到类似的系统内可测试性要求在其他PHY中变得越来越普遍，特别是在ASIL-C/D级别，所以这并不奇怪。Mixel的MIPI PHY支持通用配置（Tx+Rx）的全速和系统内环回测试，以及其自己的区域优化的仅发送和仅接收配置，分别被称为TX+和RX+。

Mixel还指出了汽车IP需要额外的测试：应力测试、HTOL（高温、高压、恶劣环境下的电老化）和可靠性测试（如老化测试）。这些测试，再加上符合ISO 26262标准的DFMEA（失效模式与影响分析）和FMEDA（故障模式、影响和诊断分析），确保了IP的整体可靠性，这对于汽车安全在15年以上的服务寿命中至关重要。

CSI-2控制器中的安全性

为了满足ASIL-B级别的故障覆盖要求，Rambus的CSI-2控制器核心采用了内置自测（BIST）机制。在这里，BIST机制与熟悉的安全缓解技术一起使用：ECC（错误检测和校正码）、CRC（循环冗余校验）、奇偶校验等。有趣的是，这里的BIST是在IP级别进行的，而不是在系统级别。

在NoC中看到的是，在系统内测试中也采用了相同的原则。在这两种情况下，主张的观点是，与系统级别BIST相比，功能级别的BIST在多个方面更好。它可以更深入地测试，并提供对安全覆盖范围更有信心。即使系统级别没有提供BIST，也是可用的，如果系统变得不可操作，可以提供中央反馈。

在安全缓解技术方面，CSI-2控制器对像素和像素缓冲区提供了奇偶校验保护。此外，协议头使用ECC进行保护，数据包使用CRC进行保护。这些技术为数据格式化、打包逻辑、关键状态机和其他关键模块提供了冗余。还会检查数据包的顺序，并标志顺序错误。

安全关键应用中看到的另一个有趣检查是看门狗定时器，用于检测操作是否被冻结或过度延迟。所有这些都强调了在高ASIL级别下，安全缓解不再只是基本方法。设计者正在增加更多主动和复杂的测试和缓解措施，以适应ASIL-C/D级别的要求。

编辑：黄飞