ノウハウ：ADASテストの課題
ギガビット・マルチメディア・シリアル・シリンク™（GMSL）のシリアライザーとデシリアライザー（SerDes）は、Maxim Integrated™（現アナログ・デバイセズ-ADI）が開発した高速通信ICで、同軸またはシールドツイストペアで最大15mのケーブル1本でマルチストリーム対応を実現します。 車載用電磁適合性（EMC）要件を満たしながら、イーサネットやDisplayPort™などのプロトコルを1つのリンク上で集約することができます。 GMSLは2017年に登場し、3Kビデオとギガビットイーサネットに対応し、2018年には4Kビデオに対応したGMSL2がリリースされました。
GMSL SERDESチップのファミリーは、複数のデータストリームを処理できるように調整されています。 これには、情報クラスタ（IC）や中央情報ディスプレイ（CID）など、車内の多数のディスプレイに対応するためにビデオストリームを分割する機能が含まれます。 さらに、GMSLは双方向診断機能を搭載しており、インターフェースやケーブルのテストが可能です。 例えば、アイマップツールはサンプリングスコープ機能を内蔵しており、リンクマージンツールは双方向でエラーなくリンクするために必要な最小送信振幅を測定することができます。
GMSL™ SerDes ICは、カメラの低消費電力要件からセンサーデータ収集の多様な帯域幅まで、進化する自動車インフォテインメントと先進運転支援システム（ADAS）をサポートするために必要な高帯域幅、複雑な相互接続、データインテグリティ要件のニーズに応えます。 高度なリンクインテグリティと診断機能により、自動車の安全システム設計に不可欠なリンクパフォーマンスの監視を飛躍的に向上させることができます。 GMSL SerDes ICは、最大15mのシールド付きツイストペア（STP）または同軸ケーブルを使用して、自動車業界の最も厳しい電磁両立性（EMC）要件に適合しています。
GMSLは独自開発ですが、その機能性には異論がないでしょう。 コネクテッドカーでは、ケーブルの本数を減らすことはもちろん、信頼性も重要です。 後者を改善するために、GMSLはスペクトラム拡散技術を利用しています。 スペクトラム拡散機能は各SerDes設計に組み込まれており、外部スペクトラム拡散クロックを必要とせず、リンクの電磁干渉（EMI）性能を向上させます。 ファミリー内のシリアライザーとデシリアライザーの相互運用により、リンクの各エンドで異なるインターフェイスを使用することができます。 GMSL高速SerDesは、高解像度の中央/後部座席ディスプレイや計器クラスターの駆動に加え、メガピクセルカメラシステムにも使用することができます。
GMSL2™デバイスのテスト
GMSL2デバイスには、車載用ディスプレイ、マルチカメラ運転支援システム、インフォテインメントヘッドユニットなどがあり、これらは徹底したV&Vと製造テストの対象となる。 最初のケース（ディスプレイ）では、これらのDUT（Device Under Test）のテストでは、マルチメディアデジタルストリームの生成と伝送が必要となり、プログラマブルジェネレータは、DUTに搭載されるデシリアライザに対応するシリアライザを装備する必要がある。 第二のケース（カメラ）では、デジタルストリームのソースから送られてくるマルチメディアストリームを取得し分析するためのビデオフレームグラバーとリアルタイムアナライザが必要であり、DUTに使用されるシリアライザに対応するシリアライザを装備していることがテストに求められる。 第3のケース（ヘッドユニット）では、テストには前述の機能を持つジェネレーターとフレームグラバーの両方が必要です。
理想的なテストツールは、研究開発、V&V、製造テストに使用できるモジュール式ソリューションで、頑丈であると同時に、製造フロアを節約できるコンパクトな形状で、DUTに近いため配線が効率的で、24/7連続稼働に適した設計となっています。
Flexmedia XM GMSL2TC1およびGMSL2TD1モジュールは、それぞれ同軸またはツイストペア上のMaxim Integrated MAX96765 GMSL2シリアライザをベースにした多目的なビデオジェネレータです。 両モジュールは、マキシム社のチップセット機能を完全にサポートし、プログラマブルなフレームサイズ、シンク、ポーチを装備しています。 ビデオフレームの内容は画像ファイルからカスタマイズ可能で、静止画とサーキュラーバッファムービーの2種類の生成モードが利用可能です。 また、RGBまたはYCbCrの色空間を選択することができます。 また、4:2:2クロマサブサンプリング、ITU656コーダー、オプションで任意のオーディオジェネレーターも用意されています。
Flexmedia XM GMSL2RC1およびGMSL2RD1モジュールは、Maxim Integrated MAX96754（ディスプレイ用） GMSL2デシリアライザをベースに、それぞれ同軸またはツイストペアで動作する多機能ビデオフレームグラバーおよびリアルタイムフレームアナライザーです。 両モジュールは、Maxim Integrated社のチップセット機能を完全にサポートし、ビデオタイミング検出とバースト可能なビデオグラビングを装備しています。 リアルタイムビデオアナライザは、BER、PER、PSNRの解析が可能で、複数のROIに対して同時に実行することができます。 また、4:2:2クロマサブサンプリング、ITU656デコーダ、オーディオストリームキャプチャをオプションで提供します。
Flexmedia XM GMSL2RC3（および、GMSL2RD3）モジュールは、Maxim Integrated MAX96716A（カメラ用） GMSL2デシリアライザをベースに、それぞれ同軸またはツイストペアで接続する多機能ビデオフレームグラバおよびリアルタイムフレームアナライザです。 GMSL2RC1/GMSL2RD1との主な違いは、ディスプレイではなくカメラを接続するために考案されたデシリアライザである。 すべての機能は、従来のフレームグラバーモジュールと同じです。
さらに、双方向サイドバンド通信とプログラマブルI/Oトリガーをサポートし、充実した機能を備えています。 Flexmedia XMモジュールと同様に、ポータブルで手のひらサイズのフォームファクターで、堅牢な工業デザインを共有しています。 IEEE 802.3af PoEおよび10/100/1000BASE-T Ethernetに基づくギガビットPoE低コスト制御および電源インフラを使用し、Windows GUIおよびAPI (DLL, LabVIEW®, NI TestStand® & Supernova™ Step Types) とシンプルなOS非依存のコマンドラインインターフェース (CLI) など、多様なソフトウェアインターフェイス方式で提供されています。 イーサネット経由でリモート・ファームウェア・アップデートを行うことができます。
結論
GMSL SerDesテクノロジーは、今日の車載用ビデオインターコネクトに見られる機能の多くを開拓した基盤に基づき、自律走行システムを含む将来の車載設計をサポートするために必要な帯域幅、豊富な機能、柔軟性を提供します。