汽车智能网联大风起，GMSL铺设数据传输的“高速公路”

汽车工业快速发展的主要驱动力，正从过去专注于动力系统，逐渐扩展到日益增加的智能化需求。智能驾驶舱和高级驾驶辅助系统(ADAS)是消费者可以感知的直观体验，各大品牌车企也在积极秀肌肉的道路上疯狂“内卷化”——例如，它们推出了33英寸配置和分辨率高达9K的LED超大屏幕，为中控和副驾驶部署了双15.7英寸3K有机发光二极管屏幕，后排顶部的大型天花板屏幕，六个800万像素摄像头，五个200万像素摄像头和一个毫米波雷达+。

在汽车已经从简单的交通工具演变为移动出行空间的概念趋势下，车载功能越来越复杂，数据传输和实时处理的指数级增长对汽车内部通信网络提出了新的要求，成为汽车制造商面临的最大挑战之一。在业内各大半导体厂商提供的杀手锏武器中，ADI公司的GMSL(Gigabit Multimedia Serial Link)在近20年的演进过程中逐渐崭露头角，具有数据聚合速度更快、能够保持用于安全应用的数据的完整性、支持系统在车辆多屏显示不同内容等优势。已在全球车辆中成功部署超过5亿个GMSL通信节点，帮助车辆实现更舒适、更智能的驾驶体验和更安全的自动驾驶目标。

随着汽车智能网联的快速发展，GMSL铺设了一条数据传输的“高速公路”。

高级辅助驾驶系统、高清影音娱乐、多传感器融合、车身智能控制等。变得越来越复杂，并逐渐成为智能汽车的标准。这些配置模块之间的控制信息和影音数据的吞吐量从几百Mbps到几十gpb不等，这是传统汽车无法想象的。因此，实现高速率、高可靠性和低延迟的数据传输系统变得前所未有的重要。

与并行总线相比，SERDES(串行器/解串器)是目前主流的时分复用和点对点串行通信技术。信号线之间没有干扰，也没有相同的时序要求。它只需要提高频率就可以传输更高的数据流，可以有效满足车载高带宽数据的实时传输要求。根据金并市场研究，到2026年，全球汽车SerDes市场将从2020年的1.94亿美元增长到3.49亿美元，2021年至2026年的复合年增长率为10.3%。

阿迪GMSL技术是SerDes的一种。串行器和解串器芯片之间的互操作性允许在链路的两端使用不同的接口，这被广泛用于汽车中UHD视频、音频、控制信息、组合传感器和其他数据的高速传输。GMSL通信介质支持15m同轴电缆或10m-15m屏蔽双绞线，具有可观的配置灵活性和成本优势，满足汽车行业最苛刻的电磁兼容性要求。

GMSL串行/解串数据传输架构示例图

随着汽车总线技术的不断演进，ADI公司的GMSL SERDES产品也在不断迭代升级——2004年问世的Max 9247/9248是GMSL的第一代产品，1Gbps的最高传输速率为300万像素(1080p/30 fps)。2017年，第二代GMSL产品集成了复杂的诊断功能，并将带宽提升至6Gbps，可轻松传输800万像素(4K/30 fps)视频流数据；如今，GMSL第三代和第四代产品的传输速率可以达到12Gbps，在未来汽车信息娱乐和高级驾驶辅助系统所需的高带宽、复杂模块互联和数据完整性保障方面，比业内其他解决方案更具竞争力。

ADI公司在GMSL差分信号传输产品的研发历史

1.智能驾驶舱的多屏进化“不限大”

奔驰母公司戴姆勒的首席设计官戈登·瓦格纳(Gordon Wagner)曾指出“屏幕是通向数字世界的窗户，屏幕是新的马力”。目前，除了中控台之外，驾驶控制装置的仪表盘和后座娱乐显示屏的尺寸也在不断增大，分辨率也在逐渐提高。不仅如此，汽车制造商也在积极尝试增加后视镜显示器，以投影后置摄像头的图像。未来的高清多屏互联不仅尺寸更大、画质更清晰，而且与智能车载系统的互联更加灵活有效，将极大提升用户的驾驶体验，开辟完美的“第三生活空间”。

中控显示屏越大越高，对视频数据信息传输的带宽要求就越高。

从实现架构来看，车载显示屏的数量和分辨率不断增加，与车载SoC系统互联的复杂度也与日俱增。单核多屏架构有望取代单核单屏的传统方案，利用硬件虚拟化技术，在同一硬件平台上控制多个屏幕的显示和交互。基于GMSL SerDes技术，视频源数据可以从处理器单元传输回每个车辆显示屏，不同的内容可以在多个屏幕上显示。作为双向传输连接，GMSL还可以进行控制信号传输和多路集成，如触摸检测和显示屏的信息处理。由于GMSL串行器可以驱动多达四个解串器，因此理论上可以同时传输四个屏幕的数据信息。

目前，主流的GMSL第三代产品已经能够传输800万像素和4K分辨率的视频数据，这要归功于GMSL支持VESA和MIPI的显示流压缩技术(DSC)。该技术可以实现视频信号的3: 1无损压缩，满足高端电子设备的高质量音视频传输要求。此外，兼容不同类型汽车屏幕的数字接口是高速通信链路设计中的另一个挑战。GMSL不仅支持DP/EDP、DSI等主流接口，还支持大多数高清摄像机视频数据传输使用的MIPICSI-2接口。值得一提的是，GMSL各代产品均兼容芯片引脚上的PCB设计，使新一代SerDes芯片可以向前兼容匹配，帮助客户无缝升级更换SerDes产品，降低整体成本，简化驾驶舱系统中数据传输链路的布局设计。

2.2的高速传输。ADAS图像应同等重视数据安全。

智能网联汽车技术进入落地的关键时期，体现在越来越多的整车新车通过高分辨率摄像头，满足智能驾驶时代对环境感知的高标准。随着ADAS的逐步升级和加速渗透，叠加车企硬件冗余度高。预计到2025年，自行车上高清摄像头的平均数量有望接近10个。与此同时，800万像素摄像头的普及率也在逐步提升，让汽车“看”得更清楚、更远、更广，满足更多应用场景的需求。

因为摄像头通常只负责采集和输出原始视频信号，除了像素更高的“眼睛”，还需要传输无延迟的“视觉神经”和高计算能力的中央处理器“大脑”。那个……以更高的帧率和分辨率传输视频信号给总线带宽带来了更大的压力。ADAS系统实时接收信号，分析并响应，还需要考虑整个系统的成本和功耗。

GMSL完全支持ADAS系统所需的高速数据传输和信号完整性保障，包括摄像头的超低功耗运行和传感器数据的快速收敛。由于GMSL技术具有视频切割功能，以GMSL四通道解串器MAX9286为例，可以自动生成摄像头同步信号，将多个传感器的图像数据对齐到同一个像素，实现关键参数的用户编程。该集成方案可以取代四个分立的解串器和一个FPGA，只需要一个芯片就可以接收和同步来自四个摄像头的视频信号，大大减少了电路板面积和元件数量，有效降低了设计风险，加快了产品上市进程。

GMSL四通道解串器MAX9286可以同时支持四个摄像头的信号传输。

此外，GMSL解串器集成了图像处理功能。接收到GMSL序列化数据后，可以直接对图像进行解串处理，根据客户需求拼接还原多路图像信息，呈现在车载显示屏上，省去了图像处理在CPU平台上的延迟。GMSL还支持同轴电缆电力传输(POC)，因此串行器芯片可以集成到相机中，相机操作的电源可以直接由车载系统实现。

值得一提的是，所有GMSL解决方案都符合汽车功能安全标准ASIL B规范的要求。由于GMSL串行器和解串器都内置了扩频功能，在不需要外部扩频时钟的情况下，有效提高了链路的电磁兼容性，这也是GMSL产品解决方案的最大优势，可以有效帮助客户的系统设计满足车辆法规标准。此外，GMSL解决方案还提供了链路诊断功能，可以实时监控通道的传输质量和数据完整性，通过提高ADAS数据的可靠性来增强行车安全性。

数据完整性是ADAS和信息娱乐系统的三大挑战之一。

用创新的数据总线连接技术塑造互联和个性化汽车的未来

数字经济时代，数据成为新的生产手段和关键生产要素，高带宽数据传输正成为下一代车载电子架构的迫切需求。事实上，ADI公司在高可靠性车载数据总线传输方面已经做了大量的探索和卓有成效的工业技术输出。

同样在智能驾驶舱，汽车音响从过去单纯的娱乐系统发展到信号输入、触发、处理、反馈，开始与汽车驾驶紧密结合。ADI公司创新的A2B音频总线技术将传统的模拟音频传输转换为数字音频传输方案，可以提供高清音频，并将音频布线重量减少75%，从而提高燃油效率。除了让布线更简单，A2B还有更多创新应用，比如适配高级音频算法，用DSP算法保证车内不同位置声音区的独立性，用麦克风和功放实现回声消除和ANC主动降噪。

A2B技术提供低延迟的语音和音频连接。

汽车也迅速成为使用以太网设备的主要应用之一。以太网在汽车中的广泛部署是整车电子电气架构向区域化过渡的关键之一，可以大大节省线缆成本，显著减少ECU数量，并通过无线更新支持新功能和增强功能的部署。基于新的IEEE 10base T1S标准E2B以太网至边缘总线，ADI公司为许多车载传感器和执行器提供高效和确定性的最后一英里连接，可以更轻松地管理复杂的整车网络。

不……几天来，汽车工业最大的变化正在同时发生。一个是电气化，一个是智能化和网络化。作为全球领先的汽车半导体解决方案提供商，ADI公司一直与优秀的汽车原始设备制造商、一级供应商和生态系统合作伙伴密切合作，拓展核心技术，强化系统和平台方面的完整解决方案。以GMSL SerDes技术为代表的ADI系列汽车连接解决方案，将有助于应对汽车数据传输链路设计的复杂性、重量和成本等一系列挑战，为汽车制造商带来巨大价值，共同塑造互联和个性化汽车的未来。汽车工业快速发展的主要驱动力，正从过去专注于动力系统，逐渐扩展到日益增加的智能化需求。智能驾驶舱和高级驾驶辅助系统(ADAS)是消费者可以感知的直观体验，各大品牌车企也在积极秀肌肉的道路上疯狂“内卷化”——例如，它们推出了33英寸配置和分辨率高达9K的LED超大屏幕，为中控和副驾驶部署了双15.7英寸3K有机发光二极管屏幕，后排顶部的大型天花板屏幕，六个800万像素摄像头，五个200万像素摄像头和一个毫米波雷达+。

在汽车已经从简单的交通工具演变为移动出行空间的概念趋势下，车载功能越来越复杂，数据传输和实时处理的指数级增长对汽车内部通信网络提出了新的要求，成为汽车制造商面临的最大挑战之一。在业内各大半导体厂商提供的杀手锏武器中，ADI公司的GMSL(Gigabit Multimedia Serial Link)在近20年的演进过程中逐渐崭露头角，具有数据聚合速度更快、能够保持用于安全应用的数据的完整性、支持系统在车辆多屏显示不同内容等优势。已在全球车辆中成功部署超过5亿个GMSL通信节点，帮助车辆实现更舒适、更智能的驾驶体验和更安全的自动驾驶目标。

随着汽车智能网联的快速发展，GMSL铺设了一条数据传输的“高速公路”。

高级辅助驾驶系统、高清影音娱乐、多传感器融合、车身智能控制等。变得越来越复杂，并逐渐成为智能汽车的标准。这些配置模块之间的控制信息和影音数据的吞吐量从几百Mbps到几十gpb不等，这是传统汽车无法想象的。因此，实现高速率、高可靠性和低延迟的数据传输系统变得前所未有的重要。

与并行总线相比，SERDES(串行器/解串器)是目前主流的时分复用和点对点串行通信技术。信号线之间没有干扰，也没有相同的时序要求。它只需要提高频率就可以传输更高的数据流，可以有效满足车载高带宽数据的实时传输要求。根据金并市场研究，到2026年，全球汽车SerDes市场将从2020年的1.94亿美元增长到3.49亿美元，2021年至2026年的复合年增长率为10.3%。

阿迪GMSL技术是SerDes的一种。串行器和解串器芯片之间的互操作性允许在链路的两端使用不同的接口，这被广泛用于汽车中UHD视频、音频、控制信息、组合传感器和其他数据的高速传输。GMSL通信介质支持15m同轴电缆或10m-15m屏蔽双绞线，具有可观的配置灵活性和成本优势，满足汽车行业最苛刻的电磁兼容性要求。

GMSL串行/解串数据传输架构示例图

随着汽车总线技术的不断演进，ADI公司的GMSL SERDES产品也在不断迭代升级——2004年问世的Max 9247/9248是GMSL的第一代产品，而……1Gbps的最大传输速率为300万像素(1080p/30 fps)。2017年，第二代GMSL产品集成了复杂的诊断功能，并将带宽提升至6Gbps，可轻松传输800万像素(4K/30 fps)视频流数据；如今，GMSL第三代和第四代产品的传输速率可以达到12Gbps，在未来汽车信息娱乐和高级驾驶辅助系统所需的高带宽、复杂模块互联和数据完整性保障方面，比业内其他解决方案更具竞争力。

ADI公司在GMSL差分信号传输产品的研发历史

1.智能驾驶舱的多屏进化“不限大”

奔驰母公司戴姆勒的首席设计官戈登·瓦格纳(Gordon Wagner)曾指出“屏幕是通向数字世界的窗户，屏幕是新的马力”。目前，除了中控台之外，驾驶控制装置的仪表盘和后座娱乐显示屏的尺寸也在不断增大，分辨率也在逐渐提高。不仅如此，汽车制造商也在积极尝试增加后视镜显示器，以投影后置摄像头的图像。未来的高清多屏互联不仅尺寸更大、画质更清晰，而且与智能车载系统的互联更加灵活有效，将极大提升用户的驾驶体验，开辟完美的“第三生活空间”。

中控显示屏越大越高，对视频数据信息传输的带宽要求就越高。

从实现架构来看，车载显示屏的数量和分辨率不断增加，与车载SoC系统互联的复杂度也与日俱增。单核多屏架构有望取代单核单屏的传统方案，利用硬件虚拟化技术，在同一硬件平台上控制多个屏幕的显示和交互。基于GMSL SerDes技术，视频源数据可以从处理器单元传输回每个车辆显示屏，不同的内容可以在多个屏幕上显示。作为双向传输连接，GMSL还可以进行控制信号传输和多路集成，如触摸检测和显示屏的信息处理。由于GMSL串行器可以驱动多达四个解串器，因此理论上可以同时传输四个屏幕的数据信息。

目前，主流的GMSL第三代产品已经能够传输800万像素和4K分辨率的视频数据，这要归功于GMSL支持VESA和MIPI的显示流压缩技术(DSC)。该技术可以实现视频信号的3: 1无损压缩，满足高端电子设备的高质量音视频传输要求。此外，兼容不同类型汽车屏幕的数字接口是高速通信链路设计中的另一个挑战。GMSL不仅支持DP/EDP、DSI等主流接口，还支持大多数高清摄像机视频数据传输使用的MIPICSI-2接口。值得一提的是，GMSL各代产品均兼容芯片引脚上的PCB设计，使新一代SerDes芯片可以向前兼容匹配，帮助客户无缝升级更换SerDes产品，降低整体成本，简化驾驶舱系统中数据传输链路的布局设计。

2.2的高速传输。ADAS图像应同等重视数据安全。

智能网联汽车技术进入落地的关键时期，体现在越来越多的整车新车通过高分辨率摄像头，满足智能驾驶时代对环境感知的高标准。随着ADAS的逐步升级和加速渗透，叠加车企硬件冗余度高。预计到2025年，自行车上高清摄像头的平均数量有望接近10个。与此同时，800万像素摄像头的普及率也在逐步提升，让汽车“看”得更清楚、更远、更广，满足更多应用场景的需求。

因为摄像头通常只负责采集和输出原始视频信号，除了像素更高的“眼睛”，还需要传输无延迟的“视觉神经”和高计算能力的中央处理器“大脑”。那个……以更高的帧率和分辨率传输视频信号给总线带宽带来了更大的压力。ADAS系统实时接收信号，分析并响应，还需要考虑整个系统的成本和功耗。

GMSL完全支持ADAS系统所需的高速数据传输和信号完整性保障，包括摄像头的超低功耗运行和传感器数据的快速收敛。由于GMSL技术具有视频切割功能，以GMSL四通道解串器MAX9286为例，可以自动生成摄像头同步信号，将多个传感器的图像数据对齐到同一个像素，实现关键参数的用户编程。该集成方案可以取代四个分立的解串器和一个FPGA，只需要一个芯片就可以接收和同步来自四个摄像头的视频信号，大大减少了电路板面积和元件数量，有效降低了设计风险，加快了产品上市进程。

GMSL四通道解串器MAX9286可以同时支持四个摄像头的信号传输。

此外，GMSL解串器集成了图像处理功能。接收到GMSL序列化数据后，可以直接对图像进行解串处理，根据客户需求拼接还原多路图像信息，呈现在车载显示屏上，省去了图像处理在CPU平台上的延迟。GMSL还支持同轴电缆电力传输(POC)，因此串行器芯片可以集成到相机中，相机操作的电源可以直接由车载系统实现。

值得一提的是，所有GMSL解决方案都符合汽车功能安全标准ASIL B规范的要求。由于GMSL串行器和解串器都内置了扩频功能，在不需要外部扩频时钟的情况下，有效提高了链路的电磁兼容性，这也是GMSL产品解决方案的最大优势，可以有效帮助客户的系统设计满足车辆法规标准。此外，GMSL解决方案还提供了链路诊断功能，可以实时监控通道的传输质量和数据完整性，通过提高ADAS数据的可靠性来增强行车安全性。

数据完整性是ADAS和信息娱乐系统的三大挑战之一。

用创新的数据总线连接技术塑造互联和个性化汽车的未来

数字经济时代，数据成为新的生产手段和关键生产要素，高带宽数据传输正成为下一代车载电子架构的迫切需求。事实上，ADI公司在高可靠性车载数据总线传输方面已经做了大量的探索和卓有成效的工业技术输出。

同样在智能驾驶舱，汽车音响从过去单纯的娱乐系统发展到信号输入、触发、处理、反馈，开始与汽车驾驶紧密结合。ADI公司创新的A2B音频总线技术将传统的模拟音频传输转换为数字音频传输方案，可以提供高清音频，并将音频布线重量减少75%，从而提高燃油效率。除了让布线更简单，A2B还有更多创新应用，比如适配高级音频算法，用DSP算法保证车内不同位置声音区的独立性，用麦克风和功放实现回声消除和ANC主动降噪。

A2B技术提供低延迟的语音和音频连接。

汽车也迅速成为使用以太网设备的主要应用之一。以太网在汽车中的广泛部署是整车电子电气架构向区域化过渡的关键之一，可以大大节省线缆成本，显著减少ECU数量，并通过无线更新支持新功能和增强功能的部署。基于新的IEEE 10base T1S标准E2B以太网至边缘总线，ADI公司为许多车载传感器和执行器提供高效和确定性的最后一英里连接，可以更轻松地管理复杂的整车网络。

不……几天来，汽车工业最大的变化正在同时发生。一个是电气化，一个是智能化和网络化。作为全球领先的汽车半导体解决方案提供商，ADI公司一直与优秀的汽车原始设备制造商、一级供应商和生态系统合作伙伴密切合作，拓展核心技术，强化系统和平台方面的完整解决方案。以GMSL SerDes技术为代表的ADI系列汽车连接解决方案，将有助于应对汽车数据传输链路设计的复杂性、重量和成本等一系列挑战，为汽车制造商带来巨大价值，共同塑造互联和个性化汽车的未来。

标签：DS奔驰理念

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