Chipsatz für die Punkt-zu-Punkt-Datenübertragung im Auto mit 1 Gbit/s
Datenautobahn für Multimedia auf vier Rädern
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
GigaSTaR stand Pate
Bereits im Sommer 2002 erhielt Inova Semiconductors erste Anfragen von der Automobil-Industrie, ob der GigaSTaR-Link, der über Zweidraht-Kupferleitung kontinuierlich 1,2 Gbit/s übertragen kann, auch im Auto einsetzbar ist.
Ursprünglich für die serielle Datenübertragung auch im rauhen industriellen Umfeld entwickelt und von den Lesern der Elektronik im Jahre 2001 zum „Produkt des Jahres“ gewählt, dient GigaSTaR heute weltweit zur digitalen Bildübertragung über größere Entfernungen. So setzen heute die großen Zugausrüster auf diese Technik, wenn es um die Ausrüstung von Bahnen und Zügen mit modernen Fahrgast-Informations-Systemen geht, und führende deutsche Ausrüster in der Automatisierung benutzen GigaSTaR für ihre abgesetzten digitalen Bedienterminals.
Auch die überwiegend asiatischen Hersteller moderner LED-Videowände rüsten ihre Systeme mehr und mehr von analoger auf digitale GigaSTaR-Link-Technik auf, um mit höherer Auflösung und besserer Bildqualität den steigenden Ansprüchen ihrer Kunden gerecht zu werden.
Erstmals beschäftigte sich auch die „Digital Interface Working Group“ von ERTICO in den Jahren 2003/2004 mit GigaSTaR. Im Rahmen des „Automotive Camera Workshops“ definierten damals die Mitglieder die Eckdaten für einen digitalen Kamera-Link unter anderem hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Kabeldurchmesser, Reichweite und Kosten.
Viele dieser Postulate wurden bereits damals vom GigaSTaR-Link erfüllt; bei den Kostenvorgaben und der Verlustleistung mussten die in robuster aber teurer BiCMOS-Technologie hergestellten GigaSTaR-Produkte aber passen. Auch die ungeregelten CML-Ausgangsstufen, für die zuverlässige Überragung bis zu 50 m ausgelegt, schaffen zwar die EMV-Grenzwerte für Industrie- und Consumer-Anwendungen, nicht aber die um Größenordnungen niedrigeren Grenzwerte im Automotive-Bereich.
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Das APIX-Projekt
Zu dieser Zeit reifte bei Inova Semiconductors der Entschluss, einen eigenständigen „GigaSTaR“ für das Auto zu entwickeln. Nach vielen konstruktiven Gesprächen mit Entwicklungsingenieuren von Automobilherstellern und deren Zulieferern wurde eine erste Spezifikation für den „APIX“ (Automotive PIXel Link) erstellt. Schon damals war es das erklärte Ziel, mit nur einem Link-Baustein beide Anwendungen, die Verbindung von Grafikkarte zum TFT-Display und die vom Kamerasensor zur Auswerte-CPU, abzudecken und die Bausteine einfach je nach vorhandener Schnittstelle konfigurieren zu können. Der integrierte Rückkanal, wesentlicher Bestandteil für Steuer- und Diagnose-Funktionen der angeschlossenen Kameras und Displays, war zu diesem Zeitpunkt bereits fest eingeplant. Auch die Fähigkeit der GigaSTaR-Produkte, die seriellen Signale praktisch verlustfrei wieder aufzubereiten (Repeater-Funktion) und zu verteilen und damit Bus-Strukturen aufbauen zu können, sollte APIX mit auf den Weg bekommen.
Die große Frage war allerdings, ob es auch mit reiner CMOS-Technologie – APIX wird in 0,18 µm CMOS gefertigt – möglich ist, einen „intelligenten“ und ähnlich zuverlässigen Transceiver für den „Physical Layer“ wie beim GigaSTaR zu schaffen. Die Ziele waren dabei klar definiert:
- Datenraten von bis zu 1 Gbit/s über eine Zweidraht-Kupferleitung.
- Zuverlässige, stabile Übertragung mit niedriger Bitfehlerrate.
- Hohe Signalintegrität und optimales EMV-Verhalten durch Leitungstreiber mit einstellbarer Treiberleistung.
- Reichweite von minimal 10 m.
- Eingebetteter Rückkanal, wahlweise über das gleiche Leitungspaar wie der Hinkanal oder über ein separates Leitungspaar.
Um die Frage der Realisierbarkeit zu klären, wurde zusammen mit Spezialisten der Fraunhofer-Gesellschaft in Erlangen im Frühjahr 2005 ein erster Testchip für den Physical Layer entwickelt, bevor im Herbst mit dem Entwurf des endgültigen APIX-Bausteins begonnen werden konnte.
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- Videovernetzung im Auto
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