【導讀】高速汽車視頻傳輸鏈路即使通過了常規信號完整性(SI)的驗證，仍有必要在真實的整車射頻(RF)環境下進行驗證。本文介紹了一項系統級驗證案例研究，研究對象是一條基于串行器/解串器(SERDES)的千兆多媒體串行鏈路3(GMSL3)同軸汽車視頻傳輸路徑，該路徑出現了間歇性黑屏現象。作為基線調查的一部分，進行了常規鏈路驗證和基線設計審查。系統級測試顯示，上述現象、Wi-Fi 5GHz射頻活動、同軸線束長度與Wi-Fi 5GHz發射功率掃描結果之間存在相關性。因此，本文從系統級電磁兼容性(EMC)抗擾度的角度對該案例進行分析。文章強調了僅憑SI合規性可能無法完全預測整車級視頻魯棒性的原因，并總結了驗證汽車視頻傳輸系統射頻誘發行為時需要考慮的實際因素。
引言
現代汽車依賴高速視頻傳輸鏈路在高級駕駛輔助系統(ADAS)、座艙和中央計算域之間交換圖像數據。與此同時，Wi-Fi、藍牙?、蜂窩通信、車聯網（V2X）和全球導航衛星系統（GNSS）等無線通信系統工作在這些多千兆互連鏈路附近，形成了一個在視頻傳輸設計和驗證過程中應予以考慮的射頻環境。
傳統的高速鏈路驗證側重于信號完整性(SI)指標，例如插入損耗、回波損耗、阻抗不連續性、眼圖裕量和時鐘抖動。3 這些檢查是評估受控傳輸通道特性的必要手段，但無法完全反映由線纜實現方式、接地與屏蔽策略以及整車導電結構引起的射頻相互作用。
本文介紹了一項系統級驗證案例研究：一條基于千兆多媒體串行鏈路3(GMSL3)的點對點同軸鏈路通過了常規設計檢查，但在Wi-Fi 5GHz射頻工作條件下出現了間歇性視頻輸出丟失。調查通過分析Wi-Fi射頻暴露、線束長度、Wi-Fi 5GHz發射功率掃描結果與視頻表現之間的相關性，為系統級電磁兼容性(EMC)抗擾度解釋提供依據。
系統背景
該平臺通過一條點對點同軸GMSL3鏈路，使用MAX96793串行器和MAX96792A解串器，將視頻數據從ADAS域傳輸到座艙域。解串器通過移動行業處理器接口攝像頭串行接口2(MIPI? CSI-2?)，將視頻傳輸至應用處理器。板載Wi-Fi模塊工作在5GHz頻段。圖1展示了從ADAS到座艙的GMSL3視頻傳輸整體架構，表1總結了本案例研究中使用的系統配置。
圖1：GMSL3視頻傳輸架構
在具有代表性的車輛運行條件下進行系統級驗證時，觀察到了上述現象。顯示屏最初運行正常，但在特定驗證條件下隨后出現了間歇性視頻丟失。由于該現象影響了可見的顯示輸出，且其表現與典型的高速鏈路裕量不足并不一致，因此在完成魯棒性評估之前需要進一步調查。圖2顯示了在整車級驗證過程中觀察到的間歇性黑屏現象。
圖2：間歇性黑屏現象
表1：系統配置
調查方法
第1步：基線鏈路和設計審查
調查首先遵循了常規的高速視頻傳輸鏈路驗證流程。使用引腳到引腳S參數測量對GMSL3通道進行了審查，并將結果與GMSL3通道規范進行了比較。5 審查結果表明，此階段通道的常規性能處于可接受范圍內。
審查還涵蓋了PCB布線、電源分配、接地、寄存器配置、軟件初始化和上電時序。3 這些基線檢查引導調查轉向針對間歇性黑屏現象的運行環境相關性分析。圖3總結了驗證流程：從基線審查到環境相關性分析，再到線纜長度A/B對比和Wi-Fi 5GHz發射功率掃描測試。
圖3：調查流程
第2步：環境相關性測試
完成基線鏈路和設計審查后，調查轉向運行環境相關性分析。將車輛測試條件與該視頻現象是否出現進行比較，特別是無線工作模式。黑屏現象與Wi-Fi 5GHz信號發射表現出更強的相關性，且在禁用5GHz工作的特定條件下有所減輕，這使調查方向轉向視頻傳輸路徑周圍可能存在的系統級射頻抗擾度問題。
第3步：線纜長度A/B對比和Wi-Fi 5GHz發射功率掃描
通過線纜長度A/B對比評估了射頻抗擾度。使用短線纜時，在相同的Wi-Fi工作條件下顯示保持穩定。使用較長線纜配置時，在Wi-Fi 5GHz工作期間觀察到間歇性視頻丟失，表明線纜長度和線束實現方式可能影響了射頻抗擾度。
隨后使用Wi-Fi 5GHz發射功率掃描，更直接地測試射頻相關性。在驗證條件下，改變Wi-Fi 5GHz發射功率會影響該現象的表現，提供了額外的射頻相關性證據。表2總結了主要觀察結果及其解釋。
主要發現
討論：系統級射頻耦合概念
綜合來看，表2中的觀察結果更支持將該現象解釋為視頻傳輸路徑周圍的系統級EMC抗擾度問題。
影響射頻抗擾度的線束實現因素
從EMC角度來看，線束的實際實現方式也是整車射頻環境的一部分。線纜幾何形狀、屏蔽方式、接地策略、附近導電結構等物理實現細節，會影響射頻能量耦合進系統的方式。
線纜長度是影響系統易受干擾性的一個實現變量。更長的路徑可能會增加對射頻環境的暴露，并改變共模電流特性，這與使用較長線纜配置時觀察到的更高易受干擾性一致。
射頻暴露對視頻傳輸魯棒性的影響
證據支持系統級解釋：Wi-Fi 5GHz射頻暴露結合線束實現方式，可能會在某些易受干擾的整車條件下降低端到端視頻傳輸的魯棒性。
在此背景下，射頻易受干擾性應視為射頻環境、視頻傳輸路徑、具體實現方案相關因素（如線纜長度、布線、接地和屏蔽）之間的相互作用。4 這些因素會影響共模特性，并降低端到端魯棒性裕度，即使常規通道性能仍在可接受范圍內。
這種系統級分析方式與驗證數據相符，并指出了需要重點審查的實際方面，包括射頻源管理、線束實現方案、接地和屏蔽策略及整車級共存驗證。圖4以框圖形式總結了這一系統級射頻耦合概念。
圖4：系統級射頻耦合概念
系統級驗證注意事項
本案例總結了未來基于GMSL?的汽車視頻傳輸鏈路需要重點關注的系統級審查項目。這些要點應根據各車輛平臺的具體實現進行調整。
審查視頻傳輸路徑周圍的射頻暴露情況
在驗證過程中，應將視頻傳輸路徑同時作為高速信號路徑和整車射頻環境的一部分進行評估。測試應在可行的情況下比較線纜長度、布線、天線狀態和Wi-Fi 5GHz發射功率。應審查無線射頻源附近的系統實現情況，因為這些因素可能影響射頻暴露、共模特性和視頻魯棒性。
分析接地、屏蔽與接口特性之間的關聯
如果出現與射頻相關的現象，應同時審查接地、屏蔽、連接器實現和PCB回流路徑質量。4這些因素可能影響共模特性，以及共模干擾在視頻傳輸路徑中轉換為差模干擾的過程。因此，除信號完整性檢查外，還應開展EMC檢查，以評估系統實現質量以及高速接口附近的局部回流電流特性。
將驗證范圍擴展至常規鏈路檢查之外
常規的鏈路驗證和基線設計審查仍然是必要的，但可能無法完全預測整車級魯棒性。驗證還應包括無線共存測試、射頻相關性測試、線纜長度A/B對比、Wi-Fi發射功率掃描測試，并在具有代表性的運行條件下監測視頻傳輸路徑。借助日志、鏈路狀態指標、誤差計數器、故障寄存器和系統遙測數據，有助于在系統級驗證期間將射頻條件與視頻表現關聯起來。
結論
本案例研究對一條采用點對點GMSL3同軸鏈路的汽車視頻傳輸路徑中出現的間歇性黑屏現象進行了分析。在完成基線SI、布局、軟件和電源檢查后，系統級測試顯示Wi-Fi 5GHz射頻活動、同軸線纜長度、Wi-Fi 5GHz發射功率掃描結果與觀察到的現象之間存在相關性。
研究結果支持從系統級EMC角度解釋該現象，并凸顯了在整車層面驗證射頻暴露、線束實現、接地與屏蔽策略以及診斷可觀測性的價值。
