Datenübertragung für Automotive

Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren sind neue Megatrends. Kamera-, Radar- und LiDAR-Sensoren sicher mit dem Sensorfusions-Prozessor zu verbinden, erfordert immer mehr und immer schnellere SerDes-Verbindungen. Auch die zunehmende Verbreitung virtueller Instrumenten-Cluster und größerer Infotainment-Displays in Privatfahrzeugen steigert den Bedarf an höheren Datenraten. Gleichzeitig erfordern diese Anwendungen leichte und stromsparende Hardware sowie niedrige Produktionskosten.

Optimierte SerDes-Verbindungen der nächsten Generation:

• Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einfacher Daisy-Chain-Erweiterung
• Stark asymmetrische Datenraten für geringen Stromverbrauch
• Schlankes Endknotendesign für Sensoren und Displays

Die Automotive SerDes Alliance (ASA) wurde mit dem Ziel gegründet, die SerDes-Konnektivität für Automobilanwendungen zu standardisieren. Hierbei handelt es sich um eine gemeinnützige Industrieallianz, in der Automobilindustrie und Technologieanbieter zusammenarbeiten. In der ASA werden die notwendigen Spezifikationen und Infrastruktur für die Automobilindustrie bereitgestellt.

Organisation zur Etablierung eines neuen Standards

• Fraunhofer IIS: Gründungsmitglied, Vice Chair & Editor der technical committees für
  • Physical Layer (PHY)
  • Data Link Layer und Protokollkapselung
• Die derzeitigen ASA-Mitglieder vertreten die gesamte Branche
  • OEMs
  • Tier-1s
  • Halbleiterhersteller
  • Kabel- und Steckerhersteller
• Schnell wachsende Mitgliederzahl (mehr als 50 Unternehmen)

Mit unserem breiten Fachwissen und unserer langjährigen Erfahrung in diesem Bereich können wir unsere Kunden bei der Entwicklung erfolgreicher Produkte unterstützen.

Unser Dienstleistungs- und Lösungsangebot:

• Individuelle Anpassung von Key-Features an Kundenbedürfnisse
• Design von Testbarkeit/Herstellbarkeit
• Support für andere Halbleitertechnologien
• Stand-alone Chip oder SoC-integrierbares Makro
• Spezifikation für die Serienprüfung und Unterstützung bei der Einführung
• Application Notes für PCB-Design
• Integration mit zusätzlichen IPs von Fraunhofer IIS oder Drittanbietern

Physical Layer für Inova Automotive Pixel Link (APIX^®)

Automotive Pixel Link APIX^® ist ein Hochgeschwindigkeits-Bus-System, das große Datenmengen über eine 2-Kabel-Verbindung überträgt. Video- und Peripheriedaten für Displays und Kameraanwendungen können mit Raten bis zu 6 Gbit/s übertragen werden. APIX^® wurde gemeinsam mit dem Halbleiterhersteller Inova Semiconductors GmbH entwickelt und ist derzeit in über 100 Millionen Knoten auf der Straße im Einsatz.

• Langjährige Zusammenarbeit mit Inova Semiconductors GmbH (seit 2001)
• Im Jahr 2018 waren über 100 Mio. APIX^® -Knoten im Einsatz
• PHY-Entwicklungen für 3 Produktgenerationen
  • APIX^® 1-3 für 1 Gbit/s, 3 Gbit/s und 6 Gbit/s für Inova Seminconductors GmbH
  • IP-Implementierungen für
    • Analog Devices: APIX^® 2
    • Fujitsu: APIX^® 2
    • Socionext: APIX^® 3
  • Technologien: 180 nm bis 55 nm

Da unsere Experten für drahtgebundene Kommunikation schon früh die Notwendigkeit erkannten, der Automobilbranche höhere Datenraten über kostengünstige Kupferkabel zur Verfügung zu stellen, starteten wir ein internes Forschungs- und Entwicklungsprojekt.

Diese Entwicklung führte zur Veröffentlichung des weltweit ersten 10-Gbps-PHY für ein Automotive Single-Twisted-Pair-Kabel im Jahr 2014. Die 10+G-PHY-Technologie des Fraunhofer IIS stellte ebenfalls den Paradigmenwechsel dar, welcher zu PAM4 bei Automotive SerDes führte.

Wichtigste Projekterfolge

• Einfache oder bidirektionale Übertragung
• 10-15 m Kabellänge
• Äußerst niedrige Bitfehlerrate
• Niedrige elektromagnetische Emissionen
• Geringer Leistungsverlust < 1W
• Niedrige Latenzzeit:  < 10 µs