Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) Wie präzise Tests die Zukunft der Fahrerassistenzsysteme sichern

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GMSL stellt die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung sicher und ist ein zentraler Bestandteil von ADAS in Fahrzeugen. Damit die Leistungsfähigkeit sichergestellt werden kann, sind umfangreiche Tests notwendig. Außerdem erhöhen neue gesetzliche Anforderungen an ADAS den Druck auf Entwickler und Hersteller.

Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen sind ein essenzieller Bestandteil moderner Fahrerassistenzsysteme (ADAS). Gigabit Multimedia Serial Link (GMSL) spielt dabei eine zentrale Rolle, indem sie hochauflösende Sensordaten effizient überträgt. Mit den neuen EU-Vorgaben, die seit Juli 2024 bestimmte ADAS-Funktionen in Neufahrzeugen verpflichtend machen, steigt die Bedeutung standardisierter und zuverlässiger Testmethoden. Doch wie lässt sich die Qualität und Konformität dieser Technologie sicherstellen?

Paul Fernando, Director, Ecosystem Strategy of Automotive Business Unit bei ADI, und Carrie Browen, Software-Defined Vehicle Business Line Product Manager bei Keysight, berichten über Details des Tests und wie neue Standards etabliert werden können.

Welche Anforderungen stellt GMSL an die Testmethodik zur Unterstützung von ADAS-Systemen?

Wie bei anderen Hochgeschwindigkeits-Übertragungstechnologien erfordert auch GMSL eine detaillierte Prüfung des Physical Medium Attachment (PMA). Diese Tests sind essenziell, um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Komponenten sicherzustellen, die zur Erhöhung der Fahrsicherheit beitragen. Der technische Hintergrund liegt in der Signalübertragung über unterschiedliche physikalische Medien, bei der Signalverzerrungen, Dämpfung und elektromagnetische Interferenzen auftreten können.

Eine präzise Charakterisierung des PMA ermöglicht die Optimierung von Treiber- und Empfangsparametern, um eine robuste und störungsfreie Übertragung zu gewährleisten. Durch gezielte Tests können Entwickler und Hersteller frühzeitig potenzielle Schwachstellen identifizieren und beheben.

Welche Tests sind für die Konformität und Validierung von GMSL2 erforderlich?

Keysight testet Vorwärts- und Rückwärts-Sende-Augenmasken und Schmalbandrauschen, um die Qualität der Serializer/Deserializer-Signale zu überprüfen. Ergänzend dazu werden Schmalbandrauschmessungen durchgeführt, um mögliche Signalverzerrungen zu identifizieren. Die Validierung der Kabel konzentriert sich auf die Einfüge- und Rückflussdämpfung sowie auf das Kabelübersprechen (Crosstalk), das potenzielle Störungen im Übertragungsweg verursachen kann. Darüber hinaus wird der MDI-Kopf hinsichtlich seiner Einfüge- und Rückflussdämpfung analysiert, um Signalverluste an den Schnittstellen zu minimieren. Schließlich werden Multilink-Interferenzen geprüft, um zu bewerten, inwiefern parallele Übertragungswege sich gegenseitig beeinflussen und dadurch die Systemleistung beeinträchtigen könnten.

GMSL2 ist eine Weiterentwicklung und bietet im Vergleich zum Vorgänger höhere Bandbreiten, verbesserte Signalintegrität und eine größere Flexibilität bei der Systemarchitektur. Das ermöglicht eine effizientere Anbindung moderner Sensoren und Kameras in ADAS-Systemen.

Wie lässt sich die Bandbreite für hochauflösende Kamera- und Radarsysteme im ADAS effizient bereitstellen?

Hochdatenraten-Protokolle setzen auf eine Kombination aus NRZ (Non-Return-to-Zero) und PAM4 (Puls-Amplituden-Modulation), um die Anforderungen an Kanallänge und Datendurchsatz zu erfüllen. Sender-Jitter und -Linearität sind entscheidende Parameter zur Bewertung der Signalqualität, da sie die Übertragungsstabilität direkt beeinflussen.

Um sicherzustellen, dass elektromagnetische Verträglichkeitsanforderungen (EMV) im Fahrzeug eingehalten werden, sind PSD-Tests (Power Spectral Density) erforderlich, die das Spektrum der ausgestrahlten Signale analysieren. Die Begrenzung von Jitter trägt dazu bei, das empfangene Signal am nachgeschalteten Bauteil zu stabilisieren und Fehler zu minimieren.

Moderne digitale Architekturen setzen zudem auf fortschrittliche Signalverarbeitungstechniken, darunter Filterung, Entzerrung und Fehlerkorrekturverfahren wie die Reed-Solomon-Fehlerkorrektur (RS-FEC), um eine robuste Kommunikation sicherzustellen. Da Empfänger stark gedämpfte Signale verarbeiten müssen, die über verlustbehaftete Kanäle laufen, erfordert die Systemvalidierung auch die Analyse der Bitfehlerrate (BER) unter realen Störeinflüssen, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen im Fahrzeug zu bewerten.

Wie können neue Standards am schnellsten implementiert werden, um eine Vorreiterrolle zu behaupten?

Die Wahl der elektrischen und elektronischen (E/E) Architektur hängt von den jeweiligen Applikationsanforderungen ab. Fahrzeughersteller müssen dabei mehrere Aspekte berücksichtigen, darunter die Komplexität und das Gewicht des Kabelbaums, um eine optimierte Fahrzeugarchitektur zu gewährleisten. Ebenso spielt die Wiederverwendbarkeit von Sensordaten eine zentrale Rolle, da diese für verschiedene ADAS-Funktionen genutzt werden können. Zudem ist eine langfristige Interoperabilität zwischen Tier-1-Zulieferern und OEMs entscheidend, damit Komponenten über die gesamte Fahrzeuglebensdauer hinweg kompatibel bleiben.

Eine offene, standardisierte Kommunikationsinfrastruktur bietet klare Vorteile gegenüber proprietären Lösungen. SerDes (Serializer/Deserializer) und Automotive Ethernet sind entscheidende Technologien, um eine nahtlose Integration zu ermöglichen. Die Zusammenarbeit zwischen OEMs, Chipherstellern und Testanbietern zur Implementierung einheitlicher Testmethoden stellt sicher, dass neue Standards schneller auf den Markt kommen und sich durchsetzen. (heh)

Videosignale im Fahrzeug

Im Vergleich: Gigabit Multimedia Serial Link oder GigE Vision?

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