導(dǎo)讀

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車快速發(fā)展的今天，車載顯示屏已成為人機(jī)交互的核心接口。作為連接顯示屏與域控制器的關(guān)鍵技術(shù)，SerDes（加串器/解串器）的性能直接關(guān)系到整個(gè)智能座艙系統(tǒng)的可靠性和安全性。本文將通過友思特模塊化SerDes視頻流采集和注入板卡proFRAME，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，分享車載顯示屏注入測(cè)試相關(guān)內(nèi)容。

一、車機(jī)屏注入項(xiàng)目背景

當(dāng)前，智能座艙已從傳統(tǒng)的“一芯一屏”升級(jí)為“一芯多屏”架構(gòu)，車內(nèi)顯示屏數(shù)量顯著增加，涵蓋中控屏、儀表屏、娛樂屏、后座投影屏、HUD、CMS等多種類型。不同顯示屏對(duì)SerDes加解串芯片的要求各異，目前市場(chǎng)占有比重較大的SerDes協(xié)議如GMSL（美信）、FPD-Link（TI）等均屬于私有標(biāo)準(zhǔn)，不同協(xié)議之間不兼容，同種協(xié)議不同版本之間也不完全兼容。

在這種背景下，面臨以下技術(shù)挑戰(zhàn)：

● 信號(hào)傳輸完整性和可靠性：車載視頻流傳輸涉及高帶寬、高可靠性以及系統(tǒng)復(fù)雜度等考量，需要對(duì)車機(jī)屏進(jìn)行大量測(cè)試。

● 協(xié)議碎片化：GMSL、FPD-Link等不同私有標(biāo)準(zhǔn)和芯片形成“強(qiáng)綁定”生態(tài)，對(duì)于不同類型不同協(xié)議的車機(jī)屏測(cè)試需要頻繁更換測(cè)試設(shè)備型號(hào)類型，涉及成本和兼容性問題。

● 交互功能體驗(yàn)測(cè)試：除了視頻流的傳輸，還需要驗(yàn)證觸摸、ECU信號(hào)傳輸和響應(yīng)，以滿足多功能顯示屏的測(cè)試需求。

二、友思特proFRAME板卡車機(jī)屏測(cè)試方案

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，我們基于友思特proFRAME板卡搭建了一整套測(cè)試系統(tǒng)方案。proFRAME板卡通過模塊化的設(shè)計(jì)，支持GMSL、FPD-Link、GVIF、ASA-ML、CSI-2等常見的車載視頻流SerDes加解串協(xié)議，在汽車、智駕領(lǐng)域可用于驗(yàn)證ADAS系統(tǒng)和相關(guān)的功能測(cè)試。

測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)如下：

●Display：測(cè)試對(duì)象，車機(jī)觸摸顯示屏，包含解串芯片，觸摸信號(hào)以i2c協(xié)議進(jìn)行傳輸。

●PC：主機(jī)系統(tǒng)，通過PCIe插槽連接proFRAME板卡，包含測(cè)試工具以及完成數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)功能，可下發(fā)控制信號(hào)和測(cè)試圖像。

●ECU：座艙域控制器，包含加串芯片，生成測(cè)試圖像和控制信號(hào)。

●proFRAME：分別基板和相機(jī)適配板，相機(jī)適配板包含加串芯片和解串芯片，起旁通和透?jìng)鬈嚈C(jī)屏和域控之間通信的作用。

proFRAME板卡集車載視頻流傳輸?shù)牟杉?、注入、旁通需求于一體，只需切換板卡的固件即可切換不同的模式，一卡兼容這三種應(yīng)用需求。

除了傳輸視頻數(shù)據(jù)，還可以通過雙向控制通道進(jìn)行i2c通信，且注入視頻流帶有ns級(jí)別高精度時(shí)間戳，使得proFRAME板卡非常適合多種車載視頻流相關(guān)的測(cè)試場(chǎng)景。

三、項(xiàng)目測(cè)試實(shí)施細(xì)節(jié)

1.車機(jī)屏顯示驗(yàn)證與校準(zhǔn)

通過proFRAME板卡，將測(cè)試圖像從主機(jī)系統(tǒng)傳輸至車載顯示屏/被測(cè)設(shè)備DuT（Device under Test）。

● 刷新proFRAME板卡的固件為Replay模式，使板卡可以往車機(jī)屏注入視頻流。

● 通過ini文件配置proFRAME板卡的加串器，以及通過i2c總線配置車機(jī)屏的解串器，建立穩(wěn)定的通信鏈路和視頻傳輸鏈路。

i2c在GMSL2鏈路中扮演著不可或缺的角色，負(fù)責(zé)在主機(jī)（proFRAME）和遠(yuǎn)端設(shè)備（DUT）的SerDes芯片之間建立雙向控制通道。在調(diào)試GMSL2鏈路問題時(shí)，i2c是最直接的突破口。

● 使用proFRAME上位機(jī)/命令行方式加載主機(jī)系統(tǒng)測(cè)試視頻圖像，添加sxpf_image_header，通過SerDes鏈路注入到車機(jī)屏。

這一過程中,時(shí)序參數(shù)配置尤為關(guān)鍵,包括：

ilg（image line gap，行間隔）：定義上一行圖像數(shù)據(jù)傳輸完成到下一行開始之間的精確時(shí)間間隔。

ifg（image frame gap，幀間隔）：定義上一幀圖像數(shù)據(jù)傳輸完成到下一幀開始之間的精確時(shí)間間隔。

這些參數(shù)直接控制了數(shù)據(jù)在GMSL2鏈路上的“微觀時(shí)序”，若設(shè)置不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致回放幀率異常波動(dòng)甚至鏈路失敗。

2.觸摸顯示屏的自動(dòng)化性能測(cè)試

通過i2c總線獲取觸摸事件并將其傳輸至主機(jī)系統(tǒng)/驗(yàn)證系統(tǒng)。

● 觸摸顯示屏的觸摸信號(hào)以i2c協(xié)議進(jìn)行傳輸。

● 使用sxpfi2c工具通過SerDes鏈路的反向控制通道獲取觸摸顯示屏的i2c信息。這種方法無需額外的物理連接，即可非侵入式地捕獲觸摸數(shù)據(jù)。

● 解析i2c信息以獲取觸摸事件類型和觸摸坐標(biāo)信息。通過自動(dòng)化腳本實(shí)現(xiàn)觸摸響應(yīng)時(shí)間的精確測(cè)量，以及多點(diǎn)觸控準(zhǔn)確性的驗(yàn)證。

3.測(cè)試和數(shù)據(jù)傳輸記錄

proFRAME板卡插入到車機(jī)屏和域控ECU之間的傳輸鏈路，記錄測(cè)試過程中傳輸?shù)囊曨l流和觸摸事件，以全面評(píng)估系統(tǒng)性能。

● 刷新proFRAME板卡的固件為TAP模式，使得板卡可以在車機(jī)屏和域控的傳輸鏈路中起透?jìng)骱团酝ǖ淖饔谩?/p>

● 通過ini文件配置proFRAME板卡的加串器和解串器為Bypass模式，使得域控ECU可以透過proFRAME板卡對(duì)車機(jī)屏進(jìn)行SerDes的初始化配置。

● 使用sxpfrec工具通過旁通鏈路獲取整個(gè)測(cè)試過程中傳輸?shù)囊曨l流和觸摸事件數(shù)據(jù)，并傳輸至主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)和可視化分析處理。這一過程完全不影響域控ECU與車機(jī)屏的正常數(shù)據(jù)傳輸和顯示，實(shí)現(xiàn)了非侵入式測(cè)試。

四、項(xiàng)目測(cè)試記錄和成果

測(cè)試車機(jī)屏實(shí)物

視頻圖像實(shí)時(shí)注入測(cè)試

項(xiàng)目成果

1. 測(cè)試效率提升

●快速故障定位：通過proFRAME的TAP模式和sxpfi2c,sxpfrec工具定位SerDes鏈路的故障。
●測(cè)試周期縮短：無需開發(fā)特定驅(qū)動(dòng)，通過修改ini文件快速適配不同加串器和解串器。

●自動(dòng)化測(cè)試覆蓋率提升：通過proFRAME提供cpp/c/labview/python例程和API快速集成實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。

2. 數(shù)據(jù)注入質(zhì)量改善

●數(shù)據(jù)精準(zhǔn)注入：通過sxpf_image_header數(shù)據(jù)頭中ts_start, ts_end, ilg, ifg等參數(shù)保證實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)回放。
●低延遲：基于DMA的方式通過PCIe總線直接傳輸圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)延遲。

3. 成本優(yōu)化

●車機(jī)屏故障和功能驗(yàn)證：通過proFRAME的Replay模式和TAP模式，實(shí)現(xiàn)車機(jī)屏的故障檢測(cè)測(cè)試和功能驗(yàn)證，避免量產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問題的召回風(fēng)險(xiǎn)。
●測(cè)試成本降低：當(dāng)客戶測(cè)試終端的加串芯片和解串芯片更換時(shí)，只需更換相機(jī)適配器camAD模組即可快速兼容，底層軟固件不需要修改，且提供示例程序和API便于快速集成自動(dòng)化測(cè)試腳本，減少人工成本和測(cè)試開發(fā)成本約70%。

友思特proFRAM 板卡

proFRAME視頻流采集和注入板卡

proFRAME視頻流采集和注入板卡采用模塊化的設(shè)計(jì)，主要分為基板和相機(jī)適配器，一塊基板可以安裝兩個(gè)相機(jī)適配器模塊。通過模塊化的設(shè)計(jì)，對(duì)于車載或自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中的采集和注入應(yīng)用，只需刷新固件即可實(shí)現(xiàn)采集/注入/旁通模式的切換，只需更換相機(jī)適配器模塊，即可適配各種SerDes協(xié)議的攝像頭/ECU/顯示屏，現(xiàn)已支持GMSL1/2/3, FPD-Link Ⅲ/Ⅳ, GVIF3, ASA-ML, CSI-2等SerDes協(xié)議。

審核編輯 黃宇