今年6月底，MIPI联盟宣布推出最新的v2.0版本，将单通道上的最大可用下行链路数据速率从16Gbps提升至32Gbps，上行链路速率也从v1.1时的200Mbps提升到1.6Gbps，是之前版本的8倍，以便能够更好支持下一代汽车对更高带宽传输速率的要求。对比传统基于GMSL的解决方案，一辆应用MIPI A-PHY环视系统的保时捷纯电动跑车Taycan能节省约17-27美元，显著降低了成本。
日前，Valens宣布其VA7000 MIPI A-PHY芯片组获得三家欧洲领军车厂的设计定点。尽管没有透露具体汽车品牌，但这些车厂各自计划将Valens的MIPI A-PHY芯片组安装至其车辆中，并于2026年开始量产，预计年产量总计约为五十万辆。Valens方面估计，随着商业化的加速，这将在未来5-7年内产生超过千万美元的年收入。
Valens是一家成立于2006年，总部位于以色列，专为影音和汽车行业提供长距离高速视频和数据传输产品的公司。财报数据显示，2023年度公司总营收为8420万美元。其中汽车业务营收创下历史新高，占比超过总收入的30%。
进一步了解MIPI A-PHY标准
作为MIPI联盟发布的第一个标准化、非对称、长距离串行器-解串器(SerDes)物理层接口规范，MIPI A-PHY是专为满足汽车行业的需求而设计的，主要用于支持高级辅助驾驶(ADAS)、自动驾驶系统、车载信息娱乐(IVI)显示器和其他传感器应用(如摄像头、激光雷达、雷达)。
之所以这样，是因为目前汽车中的摄像头、传感器、显示和ADAS域控制器等单元的链接，往往是通过MIPI C-PHY或D-PHY等较短的物理层接口，并使用“桥接”解决方案连接到专有的长距离物理层。而A-PHY标准则消除了对私有非对称PHY的需求，从而简化了车载通信网络并降低成本、线束重量和开发时间。
另一方面，汽车行业正在从当前的特定领域架构向跨领域的集中式架构发展。与当今特定领域架构中使用的大量独立电子控制单元(ECU)相比，这些集中式架构仅使用少数几个功能强大的计算机。几台功能强大的车载计算机将通过少量区域ECU连接到所有车载图像传感器，这不仅能够实现软件定义汽车，还能够简化线束，从而减轻重量并降低成本。
按照Valens汽车市场拓展暨销售总监王晟的说法，“更高的带宽、更简单的线材、更强的EMC能力、更长的传输距离、可升级的产品路线图(Roadmap)”，是Valens的核心技术竞争力所在。
从技术角度来说，A-PHY标准提供点对点拓扑结构中的非对称数据链路，通过单根电缆(同轴电缆或屏蔽双绞线)就能实现高速单向数据、嵌入式双向控制数据和可选的电力传输功能。凭借高达15米的范围，它最终将允许CSI-2和DSI-2等更高层协议直接在横跨整个车辆的物理链路上运行。
再解释一下“非对称数据”。这里指的是“传感器节点与中央处理器之间的关系是非对称的”，即大量数据从传感器流向处理器，反向流量极少。这种非对称网络架构对于网络传输技术来说是非常具有挑战性的：例如当这些解决方案暴露在多种高幅度噪声中并且必须在长电缆上提供大数据流时，性能会受到严重影响。
除了标准化优势之外，A-PHY还提供了前所未有的灵活性和可靠性，并允许OEM、一级供应商和组件供应商简化和精简摄像头、传感器和显示器集成。A-PHY扩展了CSI-2和DSI-2以及其他上层协议在整个车辆中的使用，同时降低了成本、重量、复杂性和上市时间，是现有以太网、CAN、FlexRay和其他接口应用之外非常好的补充。
此前，MIPI A-PHY标准已经先后发布了v1.0和v1.1两个版本。今年6月底，MIPI联盟宣布推出最新的v2.0版本，将单通道上的最大可用下行链路数据速率从16Gbps提升至32Gbps，上行链路速率也从v1.1时的200Mbps提升到1.6Gbps，是之前版本的8倍，以便能够更好支持下一代汽车对更高带宽传输速率的要求。
“大家可能对32Gbps没有太直观的感受。举例来说，目前汽车上搭载的主流的800万像素摄像头，使用带宽约为4G左右。如果升级到32Gbps，那么传感器的像素等级或刷新率就可以得到进一步提升。”王晟说。
而且，与传统SerDes不同，MIPI A-PHY是开放的、全球通用的标准，没有专利限制，任何具备技术能力的MIPI联盟及其互认联盟成员均可以参与研发创新；而传统的SerDes大多是一些半导体厂家自定义的、非公开的标准。换句话说，标准化将使组件供应商、一级供应商和OEM能够专注于创新，为他们在更大的生态系统中提供更多的选择、可扩展性和互操作性。
对汽车行业意味着什么？
众所周知，ADAS、IVI和自动驾驶领域近几年的创新浪潮一浪高过一浪，汽车摄像头、雷达、显示器甚至激光雷达传感器的数量都在不断增加，对带宽要求也大幅提高，这使得标准化接口变得比以往任何时候都更加重要。
例如目前，提供SAE Level 2高级功能的系统通常最多组合使用10个摄像头和雷达传感器。随着自动化程度的提高，可能需要多达45个图像传感器和其他传感器来提供最先进的SAE Level 3(及更高)功能。
王晟表示，在MIPI A-PHY的加持下，包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达在内的传感器原始数据，都可以直接连接到域控制器和汽车“心脏”，去实现深度的融合计算，这样既能合理利用SoC芯片的算力，同时也精简了汽车电子电气架构，降低了从设计到调试的难度。
而在A-PHY发布之前，摄像头和显示器中实施的CSI-2和DSI-2协议已使用MIPI C-PHY SM或MIPI D-PHY SM短距离物理层与SerDes“桥”连接，从而实现专有的长距离PHY。随着A-PHY的出现，汽车OEM和供应商现在可以分两个阶段实施基于标准的长距离SerDes解决方案，如下图所示：
第1阶段—初始部署：汽车制造商将用A-PHY取代专有桥接器和SerDes接口。使用 C-PHY和D-PHY的组件仍将需要基于标准的A-PHY桥接器，这将成为实现本机接口和可扩展性的垫脚石。
第2阶段—未来部署：随着A-PHY的采用率不断提高，供应商将把它集成到传感器和显示模块以及SoC中，直接在A-PHY上实施CSI-2和DSI-2(以及其他已获批准的协议)，并彻底消除桥接。这种架构与混合配置相结合，将实现灵活性、可扩展性、降低成本、实现互操作性，并加速汽车行业的创新。
排头兵的“示范效应”
VA7000是Valens推出的业界首款满足A-PHY标准的芯片组。带宽支持方面，VA7000在非屏蔽双绞线(UTP)通道上为4Gbps，在屏蔽通道上为8Gbps，并且有明确的产品路线图发展至16Gbps。它可以达到高达40MHz的SPI速率，完全足够处理集中式架构所需的上行控制数据。
根据外部独立机构A2MAC1所做的一份调查报告《基于UTP的MIPI A-PHY技术》显示，对比传统基于GMSL的解决方案，一辆应用MIPI A-PHY环视系统的保时捷纯电动跑车Taycan能节省约17-27美元，显著降低了成本。如果是一辆应用VA7000的普通乘用车，预计将节省约10-20美元。
以LG电子通过采用Valens芯片组，为数字驾驶舱的摄像头系统提供强大技术支持为例。这些芯片组不仅支持高分辨率摄像头的数据传输，还具备低延迟、高稳定性的特点，确保了摄像头系统能够实时捕捉车辆周围的图像信息，并将其转化为数字信号进行处理和分析。这不仅为驾驶员提供了更加清晰的视野和更加全面的环境感知能力，还为自动驾驶系统的决策提供了可靠的数据支持。
中国是另一个无法被忽视的市场。目前，Valens正与舜宇智领技术展开紧密合作，共同开发的小型3M模组搭载SONY IMX623芯片及车载200度广角鱼眼镜头，使用UTP接插件和Valens芯片，在实现远距离信号传输的同时又能做到成本的降低；黑芝麻智能科技在今年4月也宣布，双方已实现将A-PHY集成到华山二号A1000自动驾驶计算平台的可行性，并正在落实将A-PHY集成到“武当”系列智能汽车跨域计算平台的可行性。
近几年来，中国汽车市场涌现出许多“造车新势力”，他们没有传统车企的历史包袱，对新技术的采用抱有更大的热情。因此在面对A-PHY技术时，他们能够更轻松的集成，而无需对车载架构进行重大改造，免受汽车基础设施落后带来的影响，从而给自身带来巨大的优势，包括支持搭载更高的带宽速度、连接距离，实现更好的连接性能，以创建更安全、更卓越的自动驾驶系统。
“几年前的芯片缺货潮也让整车厂对A-PHY技术表现出了浓厚兴趣。”王晟进一步解释说，以往汽车芯片的加/解串必须使用同一品牌产品，一旦缺货，就会造成销售市场上极不平衡的状态。而MIPI A-PHY在本质上属于“加解串解耦”，能够增加车厂的议价能力，更受车厂青睐。
在芯片组基础上，MIPI还开发了MIPI汽车串行器/解串器解决方案(MASS)，这是一个用于通过长电缆连接传感器和显示器的框架，内置了功能安全(FuSa)和安全性。自2020年初次发布以来，MASS框架内的多个组件已经得到发展，而2024年的主要进展包括增加了图像传感器安全功能、更快速的MIPI A-PHY v2.0串行器/解串器(SerDes)物理层，以及A-PHY合规性计划的进一步发展。
结语
用新方案替代旧方案永远不是一件轻松的事情。但正如Valens CEO Gideon Ben-Zvi所说的那样，“这些设计定点满足了行业标准的需求，巩固了MIPI A-PHY作为行业领先标准的地位，并为更高级别的ADAS和自动驾驶提供了所需的安全可靠的连接基础设施。“
对于Valens来说，这些设计定点验证了Valens技术的优越性。重要的是，它们与这些项目的主要一级供应商建立了强大的战略合作关系，这也为Valens在未来与其他希望采用MIPI A-PHY标准的车厂合作取得更多设计定点奠定了基础。
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