随着汽车智能驾驶等级的逐步提升，对摄像头的需求更是呈现出爆发式增长。目前，汽车摄像头通讯总线市场主要被德州仪器（TI）的 FPD - Link III 和美信的 GMSL2 协议所垄断。接下来，我们将深入介绍这两个通信协议。
车载 SerDes 作为一种高带宽、低延时的数据传输方案，在满足别自动驾驶对摄像头数据传输需求以及座舱屏幕高分辨率视频传输等方面具有显著优势，并且正朝着更高传输速率（12Gbps 及以上）的方向发展。
SerDes 是串行器（Serializer）和解串器（Deserializer）的缩写，是一种高速串行数据传输技术，主要由发射端（Tx）、接收端（Rx）、时钟模块（PLL）以及传输信道四大模块组成。发射端的串行器会把多路低速的并行数据转换成一路高速的串行数据，通过高带宽高线性度的驱动器（Driver）将模拟信号转变为数字信号并发射出去，同时借助前馈均衡器 FFE 对信道造成的发送端信号衰减予以补偿，经由信道传输到接收端。接收端接收串行信号后，信号均衡模块（连续时间线性均衡 CTLE、判决反馈均衡 DFE）会提升信噪比，时钟恢复电路（CDR）则会消除数据传输过程引入的数据抖动，终由解串器处理成并行信号，并把模拟信号转化为数字信号。时钟模块在发射端提供低抖动的时钟，在接收端通过 CDR 从接收到的数据信号中提取时钟信息。
对于不同类型的数据传输，选择的协议也有所不同。高分辨率摄像头数据传输，需选择支持至少 6Gbps 的 GMSL 或 MIPI DSI，以确保数据能够实时传输而不会丢失；雷达数据对带宽要求较低，FPD - Link 或 Ethernet AVB，数据速率在 1Gbps 左右足以满足需求。
FPD - LINK 全称是 Flat Panel Display Link，早由 NI 于 1996 年推出，现在属于德州仪器（TI），是一种高速数字视频接口，用于将笔记本电脑、平板电脑、平板显示器或 LCD 电视中图形处理单元的输出连接到显示面板的时序控制器，也是 LVDS 标准个大规模应用的总线标准。在车载应用中，FPD - LINK 常用于导航系统、车内娱乐、备份摄像头以及辅助驾驶系统等。由于车载环境对电子设备要求严苛，当前主要的 FPD - LINK II 及 III 芯片都需要满足或超过 AEC - Q100 汽车可靠性标准，以及 ISO10605 汽车 ESD 应用标准。
FPD - Link III 标准于 2010 年引入，相较于上一代 FPD - Link II，具有以下主要特征：
- 双向通信传输：可在同一对差分线上进行双向通信传输，除时钟和流视频数据外，还能在源和目标之间传输控制信号，通过消除用于 I2C 和 CAN 总线等控制通道的电缆，进一步降低了电缆成本。
- 采用 CML 技术：停止使用 LVDS 技术，仅使用 CML 处理串行化的高速信号，能够在长度超过 10m 的电缆上轻松地以超过 3Gbit/s 的数据速率工作。CML 技术在驱动同轴电缆中的单导体时效果良好，同轴电缆能有效控制阻抗和噪声，减少了对差分信号的需求，更好地容忍阻抗不连续性和噪声干扰。
- 内置自适应均衡：解串器中内置的自适应均衡器可以感知较差的信号并将其恢复到原始的完整性，解决了因电缆损耗引起的符号间干扰（ISI）问题。
GMSL 全称 Gigabit Multimedia Serial Links，是美信的车载 SERDES 总线，用于高性能摄像头及高清视频连接，可同时在同轴及屏蔽双绞线上进行传输，适用于汽车领域和工业应用，支持高达 6.0Gbit/s 的高清视频、音频和控制数据传输速率。GMSL2 具有良好的抗干扰能力和长距离传输特性，常用于恶劣环境下的数据传输场合，如汽车摄像头系统、工业机器人和无人驾驶车辆等。
GMSL SERDES 芯片具有以下特点：
- 降低 EMI 干扰：自带 SSC 功能，可降低链路的 EMI 干扰。
- 同轴供电架构：具备 power - over - coaxial 架构，可应对降低车重的挑战，同时具备双向控制信道。
- 菊花链式连接：具备菊花链式连接多个摄像头模组的能力，可降低系统成本并减少设计时间。
- Power Over Coax 功能：支持 Power Over Coax（同轴供电）功能，同轴内导体频谱被分为供电、反向信道数据、前向信道数据三个频段，通过滤波将确切的频段分配至对应的电路。数据通道为 AC 耦合，通过收发机输入端串联电容实现；直流供电采用串联电感构建滤波器的低通特性，反向信道和前向信道带宽内阻抗提升至 1kΩ，可耦合直流电压且滤除高频成分。
- 自适应均衡能力：具备自适应均衡能力，有 12 个不同的补偿等级，均衡器使得 SERDES 系统支持 30m 同轴及 15m 屏蔽双绞线 STP 电缆长度，且自适应均衡可以周期性调整。
- 编码及速率：当前 GMSL 采用 8b/10b 编码保证直流平衡，新一代的 GMSL Gen2 中，芯片支持 MIPI D - PHY v1.2，高速率可至 2Gbps，前向链路速率高达 6Gbps，反向链路速率可达 187.5Mbps。
- 速度和范围：FPD - Link III 和 GMSL2 均支持高速数据传输，对于高分辨率工业视觉应用至关重要。两者都支持 4K 数据传输，但 GMSL2 在支持 8K 分辨率方面表现更优，能在视觉任务中提供更高的精度。在传输距离上，GMSL2 可以支持更长的电缆长度，在汽车环境中具有明显优势。
- 稳定性和抗干扰性：FPD - Link III 和 GMSL2 都具备错误检测和校正机制，这是在工业环境中保持数据完整性的关键功能。在可靠性方面，GMSL2 可能更具优势。
- 系统集成：为实现长达 15 米的电缆长度，摄像头需连接到一个串行器，该串行器接收所有必要的信号作为并行输入。要实现与 GMSL 或 FPD - Link 的连接，需要额外的电子设备，如靠近摄像头的串行器 PCB 和连接到主机的反串行器 PCB。由于流行的嵌入式平台没有反串行器和必要的连接器，因此需要为反串行化额外配备接口板，这种硬件通常称为反串行器板，可定制或由第三方供应商提供，并在板上具有所需的反串行器和连接器。此外，如果一个系统打算使用 GMSL 进行定制设计，则需要与 Analog Devices 签署保密协议（NDA），以获得所需的技术文档和支持。
