Flexmedia XMは、productronica innovation award 2021のInspection & Quality cluster コンパクトな計装モジュールのファミリーが選ばれた理由は、エレクトロニクスが一般的なテストシナリオよりも複雑で高速な生産環境において、テストの総コストを低減する能力があるためです。

さらに、小型化によりDUTに近づけることが容易になるため、シグナルインテグリティを保証し、高い性能を確保することができます。

Alfamation社のCEOであるMauro Arigossiは、「私たちは、通常、業界標準に準拠しない特殊なテスト＆計測機能に適合する 時間的制約のないコンパクトなモジュール形式を考案する必要性を感じていました」と述べています。

「この賞は、自動車、家電、光学、半導体業界において、製造テスト、サービス、V&V、研究開発のためのテスト製品およびシステムを創造するAlfamationの革新的なアプローチであり、非常に誇らしく、光栄に思っています。

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プロダクトロニカ・イノベーション・アワードについて

Productronicaは、隔年で11月中旬にミュンヘンで開催される世界有数のエレクトロニクス開発・製造のための見本市です。 今回で4回目となるProductronicaは、「Productronic」誌と共同で「Productronica Innovation Award」を開催しました。 この賞は、6つのカテゴリーにおいて、最も革新的な新製品と製造技術を表彰するものです。 製品のイノベーションとは、全く新しい開発、または現在の技術水準とは異なる重要な技術開発・改良と認定されます。 応募作品は、以下の基準で審査されました：

• 技術統合のレベル
• 経済効率
• デザインまたはシステム統合の特性

この賞は6つのカテゴリーに分かれており、Alfamationにとって重要なのはInspection & Quality Cluster（検査・品質部門）でした。 提出されたすべてのアプリケーションは、高度な資格を持つ有能な業界専門家によるパネルによって審査・評価されました。

https://www.productronica.com/en/program/innovation-award/

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。

今日の自動車に搭載されるカーエレクトロニクスは、ますます複雑化しています。 より多くのセンサー、制御装置、インターフェイスがより高い帯域幅を使用するようになり、より速いデータスループットと信頼性の高いネットワークが要求されています。 また、車内のケーブルやハーネスの重量は、メーカーにとって懸念事項です。

イーサネットは、大容量のデータを扱うことができる安全な転送媒体であることがすでに証明されており、従来のCAN/LINハーネスに比べて30%の軽量化を実現しています。 イーサネットの利点である多点接続、広帯域、低遅延は、自動車メーカーにとって魅力的です。 しかし、従来のイーサネットは、自動車に使用するにはノイズが多く、干渉に敏感でした。

車載用イーサネットは、車載用接続アプリケーション向けに設計された物理層規格です。 IEEEが802.3bw（100BASE-T1）で標準化し、その後802.3bp（1000BASE-T1）へと拡張された。 トランスポート層は、AVNUコンソーシアム、TSNコンソーシアム、オープンアライアンスコンソーシアムによって定義されています。 近い将来、自律走行車はより高い帯域幅を必要とするようになるため、車載イーサネットは100Gb/s、400Gb/sなど、数百ギガビット/秒まで成長すると予想されています。

車載用イーサネットケーブルは、非シールドの銅製ツイストペア1本であるため、軽量かつ低コストで製造できます。 この1本のツイストペアは、標準的なイーサネットと車載用イーサネットの基本的な違いです。 専用の送受信経路を持つ標準イーサネットとは異なり、車載イーサネットでは、1本のツイストペアが送受信の両方に同時に使用されます。 このため、リンクの両端には、送信と受信を区別することができるハイブリッドトランシーバーが採用されています。 車載用イーサネットは、車内の過酷な環境のため、ケーブル長が短くなります。 車載環境では、インピーダンスの許容範囲と損失は大きな問題であり、それらは非常に厳しく管理されています。 コネクタについては、RJ45は家庭用およびオフィス用イーサネットの古典的で標準的なインターフェースです。 車載用イーサネットのコネクタタイプは定義されていないため、好きなコネクタを自由に使用することができます。 このため、標準的なテスト要件に適合させるためには、いくつかのカスタムケーブルやフィクスチャーが必要になることがあります。

車載用イーサネットデバイスのテスト

自動車アプリケーションでは、先進運転支援システム（ADAS）や自律走行車（AV）が、より高い帯域幅を必要とする多くのセンサー、制御、インターフェイスを使用します。 車載イーサネットは、異なるコンポーネントを同じスイッチングネットワーク上で共存させることができる、単一のユニバーサルな通信媒体を提供します。 被試験機器（DUT）が車載イーサネットを搭載している場合、DUTのPC制御には、イーサネットをBASE-T1プロトコル、すなわち標準イーサネットから車載イーサネットに「変換」するメディアコンバータが必要です。

フラットパネルディスプレイリンク（FPD-Link™）は、1996年に Texas Instruments – TI 旧National Semiconductor）が開発した高速デジタルビデオインターフェースで、 ナビゲーションシステム、車載エンターテインメント、バックアップカメラナビゲーションシステム、 その他の先進運転支援システム（ADAS）. など、ポイントからポイントへビデオを転送する車載アプリケーションで多く使われています。車載環境は、極端な温度や電気的過渡現象が発生するため、電子機器にとって最も過酷な環境の1つであることが知られています。

FPD-Link™ IIIは2010年に発表され、特に車載アプリケーションの要件を満たすために、ツイストペアまたは同軸の低コストのケーブルを介して、同じ差動ペア上に双方向通信チャネルを組み込むことを目的としています。 この双方向通信チャンネルは、クロックやストリーミングの高精細デジタルビデオデータに加えて、送信元と送信先の間で制御信号を転送する。 したがって、FPD-Link IIIでは、I2CやCANバスなどの制御チャンネル用のケーブルが不要になるため、ケーブルコストをさらに削減することができます。

FPD-Link IIIのシリアライザ／デシリアライザ（SerDes）は、プロセッサとディスプレイ間、またはプロセッサとカメラ間のリンクに最適化されています。 少し前までは、カメラは自動車に搭載される目新しい機能で、主に大型車ではバック時に後方を確認するために使用されていました。 現在では、低価格のサブコンパクトカーにもバックカメラが搭載されています。 自動車の発達に伴い、車載カメラの用途はますます増え、カメラの性能もより高度になっていくでしょう。 さらに、自動車用ビジョンシステム業界では、バックアップカメラのような単一のカメラシステムから、複数のカメラシステムへと移行しています。 複数のカメラで、画像と同期を取ることが、次世代システムの重要な機能になります。

多くの分野では、既存の技術にさらに機能を追加することで、相互接続がより複雑になり、より高価になります。 例えば、家庭用DVDプレーヤーからビデオモニターへのリンクにコピープロテクト機能を追加する場合、アナログ同軸ケーブルからHDMIケーブルに変更する必要があります。 この新しい接続方法は、コピープロテクトと同時に、より質の高い映像を提供します。 しかし、その代償として、ケーブル/コネクターのエコシステムがより高価になり、ケーブルの長尺化に対応することも難しくなります。 自動車内で同様の問題に直面したとき、FPD-Link IIIは、Blu-ray™プレーヤーやサーバーから後部座席のエンターテインメントスクリーンまで、コピープロテクトされたコンテンツを同じツイストペアケーブルで伝送できるように拡張しました。 これらの機器では、別々の導体で運ばれていた同じ情報がエンコードされ、FPD-Link IIIに沿って運ばれるようになり、ビデオコンテンツを運ぶのと同じ導体を共有しています。 カメラからプロセッサーへ、あるいはブルーレイプレーヤーからスクリーンへ、映像を送るだけでは十分ではありません。 どちらの場合も、その逆方向の制御信号が必要です。 カメラの場合、プロセッサーはイメージャーを設定する必要があります。 また、バックシート・エンターテイメント・パネルの場合、ユーザー・インターフェースはタッチスクリーンであることが多く、タッチコマンドをスクリーンからプロセッサに送り返す必要があります。 FPD-Link IIIは、リターン・チャンネルを内蔵しており、同軸またはツイスト・ペアの同じ部分で、一方向にビデオを伝送し、同じ導体を共有する独立した双方向の制御チャンネルを持つことができるため、これを扱うことができます。 これにより、ケーブルは細く、柔軟で、安価なまま維持できます。

FPD-Link IIIディスプレイのテスト

車載アプリケーションでは、FPD-Link IIIチップセットを搭載した車載インフォテインメント・ディスプレイ、マルチカメラによる運転支援システム、車載RADAR/LIDARモジュールなどが、徹底したV&Vと製造テストの対象となります。 これらのデバイスのテストには、通常、マルチメディアデジタルストリームの生成と対応するレシーバーへの送信が含まれます。このユースケースでは、被試験デバイス（DUT）レシーバーと互換性のあるプログラマブルなマルチメディアストリームジェネレーターが必要とされます。