先進運転支援システム（ADAS）カメラ・ソリューション
アナログ・デバイセズの先進運転支援システム（ADAS）向けカメラ・ソリューションは、高帯域幅のGMSL™ SerDesコネクティビティ、高精度なパワー・マネージメント、およびASIL準拠の電子回路を備えており、前方、後方、側方の各カメラ設計向けに設計されています。
技術仕様
GMSL™2シリアル・リンクのデータ・レート
アナログ・デバイセズのGMSL™2（ギガビット・マルチメディア・シリアル・リンク2）シリアライザ／デシリアライザのアーキテクチャは、チャンネルあたり最大6Gbpsの固定順方向データ・レートで動作し、同時に187.5Mbpsの逆方向制御チャンネルを備え、単一の同軸ケーブルまたはシールド付きツイストペア（STP）ケーブルを介して、高解像度ビデオおよび双方向コマンド・データの全二重送信を可能にします。
対応する画像解像度とフレーム・レート
ADASのカメラ・インターフェースICは、2MP（60fps）から8MP（40fps）までの画像センサー出力に対応し、車線維持支援、自動緊急ブレーキ、前方視界認識、およびサラウンドビュー・システムに必要な全解像度範囲をカバーしています。これらは、外部のタイミング調整やバッファリング回路を一切必要としていません。
車載メディアにおけるケーブル伝送距離
GMSL™ SerDes技術は、同軸および STP 配線構成のいずれにおいても、15メートルを超えるケーブル配線距離にわたって信号の完全性を維持します。これにより、システム設計者は、BOM コストを増加させるアクティブなシグナル・コンディショニングを行うことなく、カメラ・モジュールを車両の周辺に配置しつつ、ECU 処理を一元化するために必要な物理的な配線の柔軟性を得ることができます。
車載認定および動作温度範囲
このポートフォリオに含まれるすべてのADASカメラICは、AEC-Q100グレード2の認定を取得しており、−40℃～+105℃の温度範囲で連続動作が規定されています。これにより、世界中の乗用車、商用車、および自動運転プラットフォームへの導入において求められる熱、振動、信頼性の要件を満たしています。
利点と価値
部品（BOM）コストの削減
アナログ・デバイセズの高効率、高集積パワー・マネージメントIC（カメラ・モジュール向けに特別に設計されたマルチ出力ミニPMICを含む）は、複数のディスクリート・レギュレータを1つのデバイスに集約することで、車内のあらゆるカメラ位置において、部品点数、基板面積、および調達の複雑さを直接削減します。
小型、高電力密度の実装
カメラ・モジュールのサイズ制限により、最小限のパッケージ面積で最大の機能性を提供する半導体が必要とされています。アナログ・デバイセズのシリアライザおよびパワー・マネージメント・デバイスは、最小5 mm × 5 mmの小型TQFNパッケージで提供されており、埋込型前面および側面ビューのハウジングにおける厳しいサイズ要件を満たす、薄型のカメラ・モジュール設計を実現します。
長く複雑なケーブル経路における信頼性の高いピクセル配送
SerDesアーキテクチャにより、長距離のハーネス配線におけるパラレル・カメラ・リンク・インターフェース信号の完全性のリスクを排除します。GMSL™技術は、配線形状、コネクタ接続部、あるいは自動車環境における電磁干渉の有無にかかわらず、センサーからECUへの正確かつ確定的なピクセル伝送を保証します。
機能安全コンプライアンスの効率化
アナログ・デバイセズのカメラ用パワー・マネージメントICに組み込まれたASIL準拠の診断および保護機能により、システム・レベルでの機能安全設計の負担が軽減されます。エンジニアは、カスタム障害検出回路を一から設計する代わりに、あらかじめ特性評価済みのASIL対応ビルディング・ブロックを活用できるため、コンプライアンス達成までの期間を短縮し、監査範囲を縮小することができます。
シグナル・チェーン
実際のアプリケーション
前方向きのADASカメラには、車載カメラ・ネットワークにおいて最高のデータ帯域幅と最低の遅延が求められます。これらのカメラは、高速道路走行時の車線認識、交通標識の分類、歩行者検知、および自動緊急ブレーキ応答のために、40fpsで8MPのイメージ・センサーに対応しています。アナログ・デバイセズのGMSL™2シリアライザおよびデシリアライザは、MIPI CSI-2出力インターフェースと組み合わせて、主要なSoCプラットフォームに直接接続できるため、シグナル・チェーンにおける追加のブリッジング部品が不要です。
後方ビュー・カメラは、駐車支援や後退時の安全基準を満たすため、広い周囲温度変動下でも確実に動作し、あらゆる照明条件下で低遅延かつ高忠実度な映像を提供する必要があります。アナログ・デバイセズは、リア・カメラ・モジュール向けに最適化された、シリアライザ、デシリアライザ、およびパワー・マネージメントを統合したソリューションを提供しており、小型形状と、安全上重要な後退操作に必要となる堅牢なASIL保護を兼ね備えています。
サイド・カメラおよびサラウンド・ビュー・システムは、車両の側面に配置されたカメラ・モジュールから得られる複数の映像ストリームを同時に集約し、車線変更の支援や低速での操縦に利用するための車両上空からの合成映像を生成します。アナログ・デバイセズのマルチチャンネルGMSL™2デシリアライザ・デバイスは、1つのデバイスで最大8つの同期カメラ入力をサポートし、ECU間の相互接続の複雑さを軽減するとともに、統一されたシリコン・プラットフォームからコスト効率に優れたサラウンド・ビュー機能の拡張を可能にします。
比較と代替
各カテゴリを比較し、最適なソリューション・アーキテクチャを選択してください。
| カテゴリ | 主な機能 | 主要技術 | 対象アプリケーション |
|---|---|---|---|
| 前方ビュー・カメラ | アクティブ・セーフティおよび自動運転に向けた、車両前方の長距離、高解像度のシーン認識 | GMSL™2シリアライザ／デシリアライザ、MIPI CSI-2、8 MPイメージ・センサー対応、AEC-Q100グレード2 | 車線維持支援、自動緊急ブレーキ、交通標識認識、ハイウェイ・パイロット |
| 後方ビュー・カメラ | 安全基準のためのASIL準拠の信号の完全性を備えた、短距離逆方向映像キャプチャ | GMSL™ SerDes、小型パワー・マネージメントPMIC、ASIL診断機能、−40℃～+105℃の動作温度範囲 | 駐車支援、後退時の安全基準への準拠、低速衝突回避 |
| サイド・カメラ／サラウンドビュー | 側面カメラからのマルチチャンネル同時映像を集約し、統合的な周囲状況の把握 | マルチ入力GMSL™2デシリアライザ（最大8チャンネル）、同期トリガ、同軸／STP配線 | 車線変更支援、サラウンドビュー監視、死角検知、市街地での走行支援 |
実装ガイド
アナログ・デバイセズの部品を使用して構築されたソリューションを設計、試験、および検証する場合は、以下の手順に従ってください。
ステップ1：システムの解像度、フレーム・レート、およびケーブル・トポロジーの定義
車両の各カメラ位置について、必要なイメージ・センサーの解像度（2 MP～8MP）およびフレーム・レート（最大60fps）を決定します。ケーブルの配線経路を特定し、各カメラ・モジュールから中央ECUまでの最大ケーブル長を測定して、各配線区間に同軸ケーブルとSTPケーブルのどちらが適切かを確認します。
ステップ2：互換性のあるGMSL™シリアライザ／デシリアライザの組合わせの選択
ステップ1で特定した解像度、MIPI CSI-2レーン数、チャンネル数の要件に基づき、カメラ・モジュールにアナログ・デバイセズのGMSL™2シリアライザICを、ECUにはそれに対応するデシリアライザICを選択します。対象となる車両プラットフォーム向けに、AEC-Q100グレードおよび自動車用動作温度規格への準拠を確認してください。
ステップ3：車載グレードのカメラ用パワー・マネージメントの統合
カメラ・モジュールの電源レールのアーキテクチャに合わせて設計された、アナログ・デバイセズのマルチ出力車載ミニPMICを選択します。イメージ・センサー、シリアライザ、ISPの各電源ドメインの出力電圧を設定します。車両の12Vまたは48Vアーキテクチャとの入力電圧範囲の互換性、および必要な出力精度について検証を行います。
ステップ4：ASIL準拠の保護および安全監視回路の実装
過電圧および低電圧の監視やRESET信号などを含む、パワー・マネージメントIC内のASIL診断機能を有効にします。カメラ・システム機能について、目標ASILレベルに対する機能安全の分解を確認します。安全性証明書の提出に必要な障害検出のカバレッジ指標を文書化します。
ステップ5：信号の完全性の検証およびシステム・レベルの機能安全コンプライアンス試験の実施
同軸およびSTP構成の両方について、ケーブル全長にわたって信号の完全性チェックを実行し、動作データ・レートにおけるアイダイアグラムのマージンを確認します。AEC-Q100のストレス・テスト・シーケンスをすべて実行し、ASIL要件に照らして故障注入時の動作を検証します。アナログ・デバイセズの評価用キットおよびリファレンス・デザインを活用することで、立上げを迅速化し、量産前の検証時間を短縮します。
よくある質問（FAQ）
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先進運転支援システム（ADAS）のカメラ・ソリューションは、高速SerDesコネクティビティ、高精度なイメージ・センサー・インターフェース、および車載グレードのパワー・マネージメント機能を組み合わせた統合ハードウェア・プラットフォームで、車両の周囲に配置されたカメラからの映像データを取得、送信、処理します。これらのソリューションは、カメラ・モジュールから中央のADASプロセッサへ、信頼性が高く、低遅延、高解像度の映像を配信することで、自動緊急ブレーキ、車線維持支援、駐車支援、サラウンドビュー監視などの安全機能を実現します。
ADASシステムは、カメラ、レーダー、LiDARをセンサー・フュージョン・アーキテクチャに統合しており、各モダリティが相互に補完し合う環境認識データを提供します。カメラは、物体の分類に役立つ高解像度の色や質感のデータを提供します。レーダーは、あらゆる天候や照明条件下で機能する速度および距離の測定値を提供します。そして、LiDARは、車両周辺の高精度の3次元空間マップを生成します。アナログ・デバイセズは、これら3種類のセンサーすべてに対応した高精度センシング、シグナル・コンディショニング、および高速コネクティビティ部品を提供しており、ADASの中央プロセッサにおける一貫性のあるセンサー・フュージョンを実現しています。
4MP～8MPの解像度で動作する最新のADASカメラ・システムは、カメラ1台あたり3Gbpsを超えることもある生のビデオ・データ・ストリームを生成します。GMSL™2のような高速、低遅延のシリアル・リンクがなければ、車両周辺部のカメラ・モジュールから中央ECUへ既存の車載ゲージ同軸ケーブルやSTPケーブルを介してこの大量のデータを伝送する場合、ハーネスの重量やコストの増加、および電磁干渉への曝露が許容できないレベルまで高まります。高速コネクティビティにより、長距離のケーブル配線においても画質の忠実度が維持され、リアルタイムの安全対応に必要な確定的遅延が確保されるほか、リモートでのセンサー設定や診断モニタリングに必要な双方向制御チャンネルも提供されます。
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