序言
随着智能汽车的逐步普及，高速数据通讯起着关键的作用。高速数据通讯一般分为两大类：
· 对称通讯：两个方向上的理论带宽是相等的。在车载领域，常用的
对称通讯技术有：
o PCIE:其典型的应用是域控内部芯片间的通讯
o Ethernet:广泛用于域控之间，域控和Zone Controller之间的通讯
o CAN:用于ECU之间、
· 非对称通讯：两个方向上的理论带宽是不相等的，通常正向通讯用
于高速数据传输，反向通讯用于控制。正向带宽远大于反向带宽。在车载领域的典型应用有：
o Sensor network:比如摄像头数据和cascade radar的原始数据传输
o Video stream:用于域控之间低延时低延时视频数据传输以及域控到显示设备的视频输出
SerDes解决方案是基于非对称通讯的。为了实现双向通讯，通常有两种实现方式：
· 全双工方式：在同一通讯线路上采用高低不同的两个频带分别实现
正反两个方向的通讯。这种方法的优点在于正反两个方向的通讯可以同时进行，从而链路的延时可以做得更低同时也可以充分利用带宽。但缺点是接收端可能需要消除来自于发送端由于同时传输所产生的反射信号。特别对于发送和接收的频谱存在部分重叠的情形下，会导致模拟电路设计相对复杂，并对信噪比产生负面影响。由于反向通道的频率范围较低，因此需要良好的设计来抵抗来自于PDOC的DC/DC的干扰。
· 半双工方式：任何时候只能允许一个方向的通讯。采用时分的方法
实现双向通讯。显然这种设计会带来更大的延时，同时由于总的带宽被两个方向的通讯共享，因此其正向带宽略低于总带宽。但这种设计的一个优点在于由于无需消除同时传输所造成的反射，接收端电路的设计相对简单，理论上可以提供更高的信噪比，但由于反向传输的调制频率和正向是相同的，因此反向传输的模拟电路设计要求较高。由于PDOC的DC/DC频率远低于调制频率，因此难于对通讯链路产生影响。对目前的使用场景而言，所产生的额外延时通常在可接受的范围内。SerDes所能支持的网络拓扑对应用而言是十分重要的。对于应用而言，常用的Topology形式有：
· 链路聚集：即把来自于多个链路的数据聚集在一起，通常要求同时
传输到下一节点。
· 链路分裂：即把混合在一个链路里的数据还原成多个链路，分别传
输到不同的节点
· 菊花链：即把多个链路的数据聚集在一条链路上，利用这条链路把
多个节点串联起来，每个节点或者其中的一个或多个子链路的数据发展趋势：
· 高带宽的需求：该需求主要来自于视频数据传输的要求。由于车内
屏幕越来越多，越来越大，因此需要更大的带宽。同时由于需要支持高刷新率，也提高了对带宽的要求
· 高功能安全和信息安全：随着L3/L4自动驾驶的技术的发展，对
SerDes的功能安全提出了更高的要求。由于传感器的冗余，通常要求一个系统在任意时间存在一个传感器失效而不显著降低系统性能。但问题是，由于在SerDes应用中广泛采用链路聚集的方式，一个SerDes的失效会同时造成多个传感器的同时失效。目前几乎所有的SerDes都存在这一个问题。同样的，某些数据的完整性是至关重要的，尽管某些协议支持对某些数据进行CRC校验，但不足以提供更完善的保护
· I3C的支持。传统的SoC内置ISP的解决方案，需要每帧对sensor
做配置，如果需要同时对多个摄像头进行配置，那么所需要的通讯带宽可能超过标准I2C的带宽上限。一种可能的解决方案是解串器端支持I3C接口
很长时间以来，SerDes的协议往往是私有的，这意味着加、解串器必须使用同一厂商的芯片。另一方面加解串器往往位于不同供应商所提供的系统中，这极大地限制了灵活性，也限制了传感器芯片厂商集成SerDes IP的可能性，导致最终用户承受了相对高昂的价格。随着越来越多的厂商公开自己的标准，预期这个问题未来会得到显著的改善。
本白皮书的一个重要目的，就是对比了每一种协议的特点以及所能达到的性能和适用的领域，从而让应用方可以根据自身的需要做出更好的选择。
同时利用这个机会，把协议联盟，芯片供应商，使用方，研究机构紧密联系起来，相互协作，共同推动技术的发展，让最终用户受益。
白皮书的发布只是一个起点，相信未来随着需求的更新，技术的演进会不断地更新版本，使之成为一个良好的平台和纽带。
1.概述
1.1行业背景
汽车行业正经历一个世纪以来最深刻的变革。车辆正迅速从机械驱动的机器演变为智能、软件定义的平台，能够感知、解释并与周围世界互动。在这一演变的核心，是数据的爆炸式增长——数据的生成、传输和处理达到了前所未有的规模。随着高级驾驶辅助系统(ADAS)日益复杂，车载信息娱乐系统(IVI)变得更加丰富和沉浸，摄像头、雷达、激光雷达和显示屏的数量及分辨率持续大幅提升。每个新传感器都会产生高带宽数据流，每个新显示屏都要求实时、高质量的渲染，推动传统通信基础设施达到极限。这就要求现代车辆中的数据流量、速度和稳定性必须实现显著提升。
伴随硬件革命的是软件定义车辆(SDV)的出现。行业正从分散的独立电子控制单元(ECU)集合，向围绕域控制器和区域控制器构建的集中式模块化架构转变。区域架构和SDV的一个显著特征是依赖对称、双向数据传输。域控制器、区域控制器和中央计算单元之间的通信通常涉及双向相似的数据速率——软件服务、诊断、同步消息和配置流。因此，车载网络(IVN)在实现所有主要汽车域的协调中发挥关键作用。ADAS决策、动力传动控制、车身功能、信息娱乐传输和传感器执行器交互都依赖快速、可预测和安全的通信。特别是对于ADAS一一感知、传感器融合和决策周期必须满足严格的实时约束——低延迟和确定性行为至关重要。功能安全要求如ISO 26262要求冗余、精确时序和服务质量(QoS)控制。与此同时，信息娱乐系统继续向多超高清显示的先进数字驾驶舱演进一一仪表盘、中央显示屏、乘客屏幕、娱乐面板和抬头显示。这些系统需要在长路径上持续高带宽视频传输，同时对线缆重量、成本和电磁性能有严格要求。
为满足这些需求，高速SerDes(串行器/解串器)链路不可或缺。与区域通信的对称流量不同，传感器和显示链路表现出高度非对称的数据模式：
·下行：来自摄像头到ADAS SoC或GPU/SoC到显示屏的超高带宽视频数据
·上行：低带宽控制、配置或诊断信号SerDes技术正是针对这些非对称模
式进行优化。
因此，大部分SerDes协议的下行传输速率定义范围为数吉比特每秒至数十吉比特每秒的区间内，上行传输速率定义范围为数百兆比特每秒。也有部分SerDes协议，如ASA,将上行通信速率定义至数吉比特每秒的范围等级。
SerDes技术支持长距离、高达数十吉比特点对点连接，使用轻量、成本优化的布线，同时最大限度减少电磁干扰和降低布线复杂性。现代SerDes解决方案提供卓越效率、更低功耗和降低系统成本，同时不牺牲可靠性。随着车辆变得更智能、更安全且日益软件驱动，内部通信性能将在实现未来功能中发挥决定性作用。
当前汽车智能化已迈入技术普及阶段，智驾平权和AI大模型快速发展，为了满足汽车智能化和降低EE架构的复杂性，汽车EE架构也在不断升级和进化，对数据传输的带宽、实时性和可靠性提出了前所未有的要求。传统车载网络技术，如CAN、LIN等，受限于其物理层特性，已难以胜任Gbps级别的高速数据传输任务。
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