美信半导体在车载摄像头解串行芯片领域有一席之地
视频传输界面ic内部接口主要是lvds、edp和vbo，外部接口主要是hdmi、mipi dsi和lvds。视频输入目前主要是mipi，mipi发展势头强劲，d-phy之后的c-phy将更高带宽，更少接线。a-phy将主打远距离传输，最终目标是取代桥接芯片，本文由布谷鸟科技-产研首席分析师周彦武老师编写。
界面ic是混合ic，包含有模拟和数字。众所周知，模拟ic处理的信号都具有连续性，可以转换为正弦波研究，而数字ic处理的是非连续性信号，都是脉冲方波。模拟电路比较注重经验，设计门槛高，学习周期10-15年，数字电路则有eda工具辅助，学习周期3-5年。模拟ic强调的是高信噪比、低失真、低耗电、高可靠性和稳定性。产品一旦达到设计目标就具备长久的生命力，生命周期长达10年以上的模拟ic产品也不在少数。如音频运算放大器ne5532，生命周期超过50年，现在还在用。数字ic多采用cmos工艺，而模拟ic少采用cmos工艺。因为模拟ic通常要输出高电压或者大电流来驱动其他元件，而cmos工艺的驱动能力很差。此外，模拟ic最关键的是低失真和高信噪比，这两者都是在高电压下比较容易做到的。而cmos工艺主要用在5v以下的低电压环境，并且持续朝低电压方向发展。对于数字电路来说是没有噪音和失真的，数字电路设计者完全不用考虑这些因素。此外由于工艺技术的限制，模拟电路设计时应尽量少用或不用电阻和电容，特别是高阻值电阻和大容量电容，只有这样才能提高集成度和降低成本。某些射频ic在电路板的布局也必须考虑在内，而这些是数字ic设计所不用考虑的。因此模拟ic的设计者必须熟悉几乎所有的电子元器件。
另一个门槛是cdr，即时钟数据恢复，对于高速的串行总线来说，一般情况下都是通过数据编码把时钟信息嵌入到传输的数据流里，然后在接收端通过时钟恢复把时钟信息提取出来，并用这个恢复出来的时钟对数据进行采样，因此时钟恢复电路对于高速串行信号的传输和接收至关重要。对于高速的串行总线来说，一般情况下都是通过数据编码把时钟信息嵌入到传输的数据流里，然后在接收端通过时钟恢复把时钟信息提取出来，并用这个恢复出来的时钟对数据进行采样，因此时钟恢复电路对于高速串行信号的传输和接收至关重要。cdr接口的主要设计挑战是抖动，即实际数据传送位置相对于所期望位置的偏移。总抖动（tj）由确定性抖动和随机抖动组成。大多数抖动是确定的，其分量包括码间干扰、串扰、占空失真和周期抖动（例如来自开关电源的干扰）。而通常随机抖动是半导体发热问题的副产品，且很难预测。传送参考时钟、传送pll、串化器和高速输出缓冲器都对会传送抖动造成影响。一般来说对低频的抖动容忍度很高，pll电路能够很好地跟踪，恢复出来的时钟和被测信号一起抖动。高频比较麻烦，要设置pll电路过滤掉，如何设置，没有电脑辅助，全靠经验，没有10年左右的经验是做不好的。
这也使得界面ic的护城河非常宽阔，可以允许非常小的厂家存在，它可能只有一款产品，但生命力异常顽强。界面ic厂家的历史都非常悠远，最少都在10年以上，大部分超过20年。中国极少这种厂家。
最早的视频传输是模拟的，也就是vga界面，vga（video graphics array）视频图形阵列是ibm于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。vga接口即电脑采用vga标准输出数据的专用接口。vga接口共有15针，分成3排，每排5个孔，显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号（水平和垂直信号）。至今在电脑和投影机领域仍然广泛使用。
进入液晶时代后，视频传输分为内部和外部两大类，外部的即dvi、hdmi、dp、mipi dsi，内部则有ttl、lvds、edp、vbo。内部是指没有加装控制pcb板的液晶面板（panel），只有驱动ic。车载soc视频输出通常有三种，即lvds、mipi dsi、dp/edp/hdmi。
除hdmi外，mipi/edp/vbo/lvds格式转换市场比hdmi要好一些，其中vbo/mipi市场前景最广阔，日本厂家东芝和松下实力较强。
mipi桥接芯片国内则有晶门科技、北方集创、龙讯半导体。集创北方主要产品线包括全尺寸面板驱动（lcd/amoled driver）、触控（touch）、指纹识别芯片、电源管理芯片（poweric）、信号转换（convertor）、时序控制（timing controller; tcon）及led显示驱动。2019 年集创北方整体公司营收15亿人民币，其中led驱动ic的营收贡献 8亿人民币，且年出货达到3200kk。相较于2018年6亿人民币的营收规模来说，大幅增长34%。amoled大屏驱动、电源管理和时序控制收入大约5个亿。mipi桥接所占收入比例极低。晶门科技是香港上市企业，代码2878。2019年收入大约1.1亿美元，其产品线主要是pmoled驱动ic，主要用于便携与可穿戴领域。还有就是大屏amoled驱动ic。mipi桥接ic所占收入比例极低。 内部接口方面，最早出现的是ttl，在hud接口上大多仍然使用ttl接口。又称为rgb接口，在小尺寸lcd面板上仍有采用，在车内hud上有使用，比如常见的tft w型hud其显示屏一般是jdi的ack453akc-e，1.8英寸大小，分辨率480*240，6比特rgb接口。
这之后是lvds，lvds只是传输协议，跟物理连接无关。lvds，即low voltage differential signaling，是一种低压差分信号技术接口。它是美国ns公司（美国国家半导体公司）为克服以ttl电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、emi电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。lvds就分成单通道与双通道两种扁排线，前者负责传输视频信号的电线只有8条，后者就有16条，单通道lvds最高只支持到1366×768的分辨率，若要支持1440×900（含）以上高分辨率的lcd屏，就一定要双通道lvds的扁排线。分辨率越高，排线越密集，成本很高，体积很大。同时排线之间容易干扰。因此lvds传输距离一般不超过30厘米。大部分小屏幕设备视频输出都是hdmi或mipi，需要转换为lvds信号。车内显示屏基本都是lvds接口。
edp，embedded displayport它是一种基于displayport架构和协议的一种内部数字接口，。主要在新式笔记本电脑、工业电脑和工控机上使用。英特尔从haswell（搭配8系列芯片组）平台之后，芯片组就取消lvds接口的支持，只保留直接由cpu直接输出的edp信号。4条线就可以传输2k视频，lvds需要32条以上。微封包结构，能够实现多数据的同时传输，较大的传输速率，4lanes高达21.6gbps，较小的尺寸，宽26.3mm，高1.1mm，利于产品的轻薄化，无需lvds转换电路，简化设计，edp通过数据加干扰可以取得较小的emi（电磁干扰）。
lvds只能传输图像数据信号，edp使用类似通讯协议的封包传输，也可以传输控制信号。同时lvds电压较高，现在的图像处理系统芯片都是0.11微米以下工艺，这种工艺无法做到高电压，edp是低电压工艺，可以使用先进制程，lvds无法支持4k，即使2k的成本也高于edp，lvds正在向edp迁移，市场需求正在飞速增加。
还有一种lvds的升级接口v-by-one，性能与edp相当，但改动更少，lvds几乎可以无缝过渡到v-by-one，在超大尺寸车载和显示器领域也有一席之地，如京东方为拜腾生产的28英寸超大车载屏。v-by-one hs是thine（哉英电子）独立开发的专用于视频信号传输的gb级串行化接口技术，thine（哉英电子）通过将40bit/像素的图像数据转换为一对差分信号，使其每对传输线的最大传输速度可以达到4gbps，结合上独家的均衡器技术，实现品质优良的数据传输性能。
外部接口方面，hdmi已经为大家熟知，未来变化也不大，无需赘言。dvi和dp都是用在电脑领域，车载领域极为罕见。唯一需要多说的是mipi，这种原本为手机摄像头和显示屏开发的近距距离传输标准，目前越来越强大，应用范围越来越广。mipi csi针对摄像头，已经取得业内主流地位，dsi针对显示。两者的核心都是基于d-phy，未来将会有c-phy和a-phy。
未来c-phy也将进入市场，与d-phy相比，它少了一条lane，但传输带宽更高。目前最高的4lane10线带宽为18gbps，单lane有4.5gbps。c-phy单lane就可达到13.7gbps。3lane达41.1gbps。控制总线也改为mipi i3c，带宽达33mbps。
c-phy针对10k120级显示和1600万像素和3300万像素输入。
mipi联盟最雄心勃勃的是a-phy，这是专为长距离传输设计的phy，意图取代目前热门的serdes串行桥接芯片。按照mipi联盟的设想，第一步把a-phy嵌入在桥接芯片内部，待时机成熟，把a-phy嵌入传感器内部。无需使用任何桥接芯片，即可长距离传送数据。
信号传输分为并行与串行两种，在高速状态下，并行口的几根数据线之间存在串扰，而并行口需要信号同时发送同时接收，任何一根数据线的延迟都会引起问题。而串行只有一根数据线，不存在信号线之间的串扰，而且串行还可以采用低压差分信号，可以大大提高它的抗干扰性，所以可以实现更高的传输速率，尽管并行可以一次传多个数据位，但是时钟远远低于串行，所以目前串行传输是高速传输的首选。不过相同频率下，并行传输的效率较高，因此在近距离高速传输中，并行更常见。像笔记本电脑屏幕与主板的lvds传输，电脑内部的硬盘与主板，芯片内部的pcie都是并行。
在车载领域，传输线要求一根电缆最好，通常都是一根同轴电缆，这样即降低成本、又提高可靠性、又降低emi电磁干扰，这就必须用采用串行形式，但有些数据格式是并行的如mipi，这就需要解串行的形式，在传输前将数据格式整形为串行，在接收后将数据格式转换为并行，这就是serdes。通常是mipicsi或mipi dsi转lvds。德州仪器是车载显示解串行芯片的主要厂家，几乎垄断市场，美信半导体在车载摄像头解串行芯片领域则有一席之地。
目前在高像素方面，美信比德州仪器更强，max9296可以对应两个800万像素摄像头。在360全景领域，max9286也有压倒性优势。
【关于布谷鸟科技公司】
布谷鸟科技，领先的汽车及泛工业计算平台解决方案商，致力于提供卓越的汽车及泛工业高性能计算平台（计算系统、操作系统）解决方案，助力并加速智能物联网、智能网联汽车等领域的产品研发与技术创新。
自主研发的“autocabin智能座舱计算平台”及“autowheel智能驾驶平台”成功应用于多款主流车型，经过多年平台性技术研发及沉淀，深度掌握复杂环境下的移动计算与人工智能交叉技术，成功应用于汽车及泛工业领域。
2020年度，布谷鸟科技定位于“全面商业拓展年”，基于i-cabin汽车计算平台，加大进一步细分应用场景研发，面向客户提供有竞争力的服务、产品及系统解决方案；我们将继续贯彻“零距离服务客户”的理念及行动，与产业合作伙伴共同发展进步。
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这之后是lvds，lvds只是传输协议，跟物理连接无关。lvds，即low voltage differential signaling，是一种低压差分信号技术接口。它是美国ns公司（美国国家半导体公司）为克服以ttl电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、emi电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。lvds就分成单通道与双通道两种扁排线，前者负责传输视频信号的电线只有8条，后者就有16条，单通道lvds最高只支持到1366×768的分辨率，若要支持1440×900（含）以上高分辨率的lcd屏，就一定要双通道lvds的扁排线。分辨率越高，排线越密集，成本很高，体积很大。同时排线之间容易干扰。因此lvds传输距离一般不超过30厘米。大部分小屏幕设备视频输出都是hdmi或mipi，需要转换为lvds信号。车内显示屏基本都是lvds接口。
edp，embedded displayport它是一种基于displayport架构和协议的一种内部数字接口，。主要在新式笔记本电脑、工业电脑和工控机上使用。英特尔从haswell（搭配8系列芯片组）平台之后，芯片组就取消lvds接口的支持，只保留直接由cpu直接输出的edp信号。4条线就可以传输2k视频，lvds需要32条以上。微封包结构，能够实现多数据的同时传输，较大的传输速率，4lanes高达21.6gbps，较小的尺寸，宽26.3mm，高1.1mm，利于产品的轻薄化，无需lvds转换电路，简化设计，edp通过数据加干扰可以取得较小的emi（电磁干扰）。
lvds只能传输图像数据信号，edp使用类似通讯协议的封包传输，也可以传输控制信号。同时lvds电压较高，现在的图像处理系统芯片都是0.11微米以下工艺，这种工艺无法做到高电压，edp是低电压工艺，可以使用先进制程，lvds无法支持4k，即使2k的成本也高于edp，lvds正在向edp迁移，市场需求正在飞速增加。
还有一种lvds的升级接口v-by-one，性能与edp相当，但改动更少，lvds几乎可以无缝过渡到v-by-one，在超大尺寸车载和显示器领域也有一席之地，如京东方为拜腾生产的28英寸超大车载屏。v-by-one hs是thine（哉英电子）独立开发的专用于视频信号传输的gb级串行化接口技术，thine（哉英电子）通过将40bit/像素的图像数据转换为一对差分信号，使其每对传输线的最大传输速度可以达到4gbps，结合上独家的均衡器技术，实现品质优良的数据传输性能。
外部接口方面，hdmi已经为大家熟知，未来变化也不大，无需赘言。dvi和dp都是用在电脑领域，车载领域极为罕见。唯一需要多说的是mipi，这种原本为手机摄像头和显示屏开发的近距距离传输标准，目前越来越强大，应用范围越来越广。mipi csi针对摄像头，已经取得业内主流地位，dsi针对显示。两者的核心都是基于d-phy，未来将会有c-phy和a-phy。
未来c-phy也将进入市场，与d-phy相比，它少了一条lane，但传输带宽更高。目前最高的4lane10线带宽为18gbps，单lane有4.5gbps。c-phy单lane就可达到13.7gbps。3lane达41.1gbps。控制总线也改为mipi i3c，带宽达33mbps。
c-phy针对10k120级显示和1600万像素和3300万像素输入。
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