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车载SerDes技术与静电防护方案解析

1小时前
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智能驾驶数据量呈指数级增长的趋势下,SerDes 作为连接传感器、显示屏与计算平台的核心纽带,需同时满足 “高速率传输” 与 “高可靠性运行” 的双重挑战。雷卯电子针对 GMSL/FPD-Link 私有协议与 A-PHY 公有协议的差异化需求,提供从电源浪涌到信号 ESD 的全链路防护方案,通过低结电容(≤0.3pF)、高车规等级(AEC-Q101)器件保障信号完整性,助力车企在 - 40℃~+85℃极端环境与复杂电磁干扰中实现 “零误码” 数据传输

一、SerDes的电磁挑战雷卯解决方案

车载环境中,发动机点火脉冲(ISO 7637-2 脉冲 5a/5b)、静电放电(ESD)及高速信号串扰易导致 SerDes 信号失真,需针对不同协议架构设计差异化防护方案。

1. 电源端浪涌防护(12V 系统)

对于SerDes芯片的所在主板供电端,引擎点火脉冲(ISO 7637-2脉冲5a/5b)与BCI大电流注入可能导致信号失真,雷卯采用单独大功率的TVS或PTC+TVS的组合方案。

 

2. 信号端静电防护(ESD)

A-PHY 总线(公有协议)

A-PHY 定义了以下三种不同的电缆拓扑结构,如下图所示

 

雷卯针对A-PHY的静电防护,采用ULC0542CQ,可用于同轴线路,也可以用于差分线路,符合AEC-Q101车规认证,符合IEC 61000−4−2,等级4,空气放电±25Kv,接触放电22Kv,结电容低至0.3pF,保证信号完整性.

 

GMSL/FPD-Link 总线(私有协议)

l单端系统(同轴电缆传输)

单端系统模式是由一根同轴电缆组成,同轴电缆上可以传输12V电源,主要用于车载摄像头,雷卯采用ULC1811CDNQ,Cj=0.3pF(Typ.)低结电容,保证信号完整性,满足IEC61000-4-2,等级4,接触放电15kV,空气放电25kV。

l差分系统(对差分线传输)

差分系统模式是由两对差分线组成,主要应用于车内的高清中控显示器等。雷卯推荐集成式的ULC3324P10LV,Cj= 0.45pF(Typ.) 封装为DFN2510,单颗保护四路差分线。另有ULC0342CDNHQ,Cj=0.22 pF(Typ.) ,封装为DFN1006,布线更灵活。

 

品牌 型号 描述 电流 封装 应用
Leiditech

雷卯

ULC0542CQ 5V,Bi,0.3pF

Air ±25Kv

Contact ±22Kv

4A DFN1006

 

适用于MIPI A-PHY总线静电防护
Leiditech

雷卯

ULC0511CDN30Q 5V,Bi,0.3pF

Air ±30Kv

Contact ±30Kv

6A DFN1006  
Leiditech

雷卯

ULC0524P 5V,Uni,0.3pF

Air ±30Kv

Contact ±30Kv

5A DFN2510P10 适用于MIPI A-PHY差分线静电防护
Leiditech

雷卯

ULC1811CDNQ 18V,Bi,0.3pF

Air ±25Kv

Contact ±15Kv

2A DFN1006 适用于FPD-LINK和GMSL总线单端系统模式静电防护
Leiditech

雷卯

ULC3324P10LV 3.3V,Uni,0.45pF

Air ±30Kv

Contact ±30Kv

14A DFN2510P10 适用于FPD-LINK和GMSL总线差分系统模式静电防护
Leiditech

雷卯

ULC0342CDNHQ 3.3V,Bi,0.3pF

Air ±20Kv

Contact ±15Kv

6A DFN1006 适用于FPD-LINK和GMSL总线差分系统模式静电防护

三.SerDes 技术架构与车载应用价值

1. 技术原理与核心优势

SerDes(串行器 / 解串器,Serializer/Deserializer)通过将多路并行数据转换为高速串行信号传输,在接收端再还原为并行数据,实现 “数据压缩 - 传输 - 解压缩” 的全流程处理。其优势包括:高带宽、低延迟、低功耗、抗干扰能力强、可扩展性强等优势,能够支持HDMI、LVDS、MIPI等多种数据协议灵活组网。

 

2. 车载场景典型应用

SerDes 是智能座舱自动驾驶的数据 “神经中枢”:

·摄像头系统ADAS 摄像头(如 8MP 双目视觉模组)通过 GMSL/APIX 协议传输原始图像数据至域控制器

·显示系统:4K 中控屏与全液晶仪表盘依赖 FPD-Link/A-PHY 实现无压缩视频传输;

跨域互联:域控制器之间通过 A-PHY/R-LinC 协议交换高分辨率传感器数据,支撑 L3 + 级自动驾驶决策。

 

二、SerDes主流协议

1、SerDes 主流协议分类与市场竞争格局

当前市场形成 “私有协议主导、公有协议破局” 的格局,核心协议特性及市占率如下:

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雷卯电子是中国电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌。成立于2011年,品牌Leiditech,是国家高新技术企业。公司研发团队由留美博士和TI原开发经理组建,凭借技术精湛的研发队伍和经验丰富的电磁兼容行业专家,主要提供防静电TVS/ESD以及相关EMC元器件(放电管TSS/GDT、稳压管ZENER、压敏电阻MOV、整流二极管RECTIFIER、自恢复保险丝PPTC、场效应管MOSFET、电感)。