芯炽科技：国产低功耗MIPI A-PHY Serdes芯片车载实践

芯炽科技自2019年成立以来，便专注于高端模拟集成电路的设计应用，产品广泛应用于汽车、工业、通信、医疗及电子等领域，并荣获“国家高新技术企业专精特新小巨人”称号。

2024年11月15日，在第四届汽车芯片产业大会上，芯炽科技CEO吴光林指出，车载图像数据传输是Serdes技术的核心应用场景之一，通过将并行数据转换为串行数据，实现高效、低成本的传输。芯炽科技的Serdes产品不仅支持MIPI A-PHY、D-PHY等多种协议，还具备优异的兼容性和可靠性，能够满足复杂条件下视频图像传输的应用需求。 

吴光林｜芯炽科技CEO

以下为演讲内容整理：

上海芯炽科技成立于2019年8月，专注于高端模拟集成电路设计应用，产品主要面向汽车、工业、通信、医疗及电子领域，先后获得国家高新技术企业、上海市“专精特新”中小企业、国家专精特新“小巨人”企业等荣誉称号。目前，我们的主打产品是模数转换、数模转换及车载serdes产品，已拥有超过27项发明专利，研发中心设立在上海和苏州。

车载Serdes介绍

车载serdes技术，即串行器和解串器，能将并行数据转为串行数据，通过线缆传输，优势在于降低成本、提升实时性和高速性，同时拥有出色的电磁抗干扰能力。

摄像头模组端通过图像传感器输出标准数据，经串行器打包转换为A-PHY协议，再通过解串器还原为C-PHY或者D-PHY协议，传输至SOC接口处理。处理后，数据再次被串行化，解串后送达屏端。serdes技术在车内视频传输中广泛应用于摄像头端和屏端。

应用场景方面，serdes主要应用于360度环视、自动驾驶、车内辅助及驾驶员监控等。随着车辆摄像头数量增加，屏端serdes的需求也大幅增长。车内多个屏幕，如中控屏、后视屏及娱乐屏等，均需serdes技术支持。

摄像头像素从早期的1-2兆提升至现在的8兆，显示屏像素从1080p到4k，对数据传输速率和可靠性提出了更高要求。同时，不同车型线长及材质差异也对serdes协议提出了兼容性及可靠性挑战。

图源：演讲嘉宾素材

serdes市场规模庞大，去年全球市场超过100亿人民币，且增长迅速。预计到2025年，中国汽车销量预计达到3000万辆，Serdes芯片数量有望达到14颗/车。

在serdes协议方面，早期新能源车主要采用GSML私有协议，而MIPI等公有协议正在逐步普及。上海芯炽科技作为MIPI联盟成员，积极推动MIPI A-PHY协议国产化与公有协议生态建设，参于讨论标准制定。相比私有协议，公有协议具有创新与迭代能力强、产品透明度高、测试标准明确、应用标准统一等优点，吸引众多厂家投入研发，有望打破私有协议技术不兼容、市场垄断等问题，保障OEM与Tier1厂家供应链安全，进一步降低BOM成本。

MIPI A-PHY 协议

A-PHY标准自2015年起开始制定，2020年正式发布1.0版本，这是全球第一个汽车长距离串行器/解串器（Serdes）物理层接口规范。自2021年起，我们选择了这一公有协议进行开发。

A-PHY协议的一个显著优势是，它允许SOC使用这一标准，因此将来可以采取集成的方式。但是由于SOC不可能集成所有功能，特别是数据传输接口，面对日益增长的接口数量，桥接和转接技术也必不可少。A-PHY协议通过一根线即可实现数据通信控制及电源传输，大大简化了系统成本。它支持双向、频分传输，上行和下行传输速率不同，最新标准正向速率可达32G，数据吞吐量显著提升，且支持的接口多样。反向传输速率也在不断提高，目前最高1.6Gbps。A-PHY协议支持同轴线、双绞线等多种线材，传输距离可达20-40米，取决于线材质量。此外，A-PHY标准对电磁干扰、大电流注入及窄带干扰均有明确规定，充分保障抗干扰能力。

图源：演讲嘉宾素材

众多标准厂商和测试机构支持A-PHY协议，使其在自动驾驶、智能座舱及车载娱乐等领域得到广泛应用。其优点包括强抗干扰能力、全球化的车载设计标准，以及高达32G的传输速率，吸引了众多厂商支持，对降低成本具有显著优势。

要发展A-PHY公有协议生态，除了芯片研发厂商的参与，还需国内芯片研发企业、厂商、主机厂、科研机构、SOC厂商、serdes图像模组端以及高校和院所的共同努力，共同推动生态的发展。

芯炽科技SCS5501/2芯片及测试

SCS5501是一款串行器芯片，它能够将摄像头端的D-PHY接口数据转化为A-PHY协议数据。该芯片支持从2G、4G的传输速率，通过A-PHY单线传输，支持POA（power over A-PHY），并同时支持提供clock给摄像头。SOC可以通过GPIO、I2C控制serdes，实现一根线完成图像传输和供电。

在解串器方面，SCS5502支持四路A-PHY输入，支持环视功能。四路数据输入后，被转换为D-PHY数据供SOC使用。SOC可以通过GPIO、I2C远程控制serdes。D-PHY配置灵活，支持一路、两路、四路任意配置，每路速率2.5Gbps，四路总计10Gbps，两个port总计达到20Gbps,支持800万像素数据传输，满足主流摄像头需求。

我们的产品在功耗方面具有显著优势，同时低功耗意味着更低的发热量，对模组端来说是一个巨大的优势。产品具有优异的多平台兼容性。

产品可靠性认证方面，获得了ASIL -B认证和车规AEC-Q100认证，由具有CNAS资质的第三方权威实验室操作，认证报告齐全。

图源：演讲嘉宾素材

2024年9月，芯炽科技与以色列Valens公司在北京成功实现物理层互通，是德科技公司参与并见证测试成功。2024年11月，芯炽科技与以色列Valens公司进行从Sensor到ECU的图像传输测试，成功实现应用层远程控制与图像传输。

芯炽科技SCS5501/2的主要优势包括：全国产化生产，IP自研，拥有自主知识产权；具备优异的多平台兼容性；核心技术解决信号自适应问题，可匹配更多线缆和连接器；P2P兼容竞品型号，无需修改硬件设计；实现A-PHY协议芯片互通，真正做到公有协议；超低功耗，显著降低发热量。

我们的解串器输出的标准D-PHY平台支持主流SOC平台，如TI TDA4、高通、MTK等，是快速量产的平台。我们已经在实际应用中验证了这些性能，例如在TDA4环视平台上使用索尼摄像头。

芯炽科技将继续携手行业伙伴，推进中国A-PHY公有化协议落地！

（以上内容来自芯炽科技CEO吴光林于2024年11月15日在第四届汽车芯片产业大会发表的《芯炽科技国产低功耗MIPI APHY Serdes芯片车载实践》主题演讲。）