GMSL技术：高带宽车载视频传输方案

随着车载摄像头与显示屏数量增加及图像分辨率提升，对视频传输带宽、延迟和系统复杂度提出了更高要求。ADI公司推出的千兆多媒体串行链路（Gigabit Multimedia Serial Link, GMSL）技术，已成为高级驾驶辅助系统（ADAS）和车载信息娱乐系统（IVI）中主流的SerDes（串行器/解串器）解决方案，支持通过单根同轴电缆或屏蔽双绞线（STP）实现高速、可靠、低延迟的视频与控制信号传输。

高性能与高集成度

当前量产的GMSL3器件支持高达12 Gbps的前向链路数据速率，可支持8MP甚至更高分辨率的摄像头，满足4K显示和多路视频融合需求。该技术向后兼容GMSL1和GMSL2，便于系统升级与跨代器件共存。

GMSL支持多种主流视频接口：

输入侧：LVDS、HDMI、MIPI CSI-2（支持D-PHY和C-PHY）；

输出侧：MIPI CSI-2 或 DPI，直接对接SoC或显示控制器。

典型应用中，串行器（Serializer）位于摄像头模组端，解串器（Deserializer）位于域控制器或显示模块，通过单通道实现视频、控制、电源和同步信号的复用传输。

单线缆系统架构

GMSL通过嵌入式控制通道（I2C、GPIO、UART、SPI）在高速链路中复用低速信号，实现“一缆多用”。例如：

SoC可通过解串器经反向通道访问摄像头端图像传感器、IMU、LED驱动器或PTZ控制模块；

GPIO延迟低至微秒级，支持精确触发单帧采集；

支持远程固件更新、状态上报与故障诊断。

该架构将摄像头外部接口简化为单根50Ω同轴电缆或一对STP线，显著减少线束重量、成本和EMI风险。

反向时钟（RoR）技术：省去晶振

MAX96717/MAX96793等新一代解串器支持反向通道参考时钟（Return of Reference, RoR），即由主机端解串器通过反向通道向摄像头端串行器回传参考时钟（如27MHz或100MHz），后者再将其提供给图像传感器。

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RoR技术带来多重优势：

省去摄像头端晶体振荡器，降低BOM成本；

提高系统可靠性（减少有源器件）；

简化PCB布局，节省空间；

避免晶振与SerDes时钟不同源导致的抖动问题。

控制与同步能力

GMSL支持双向控制信号传输：

前向通道：SoC → 摄像头，用于配置传感器、控制补光灯、触觉反馈等；

反向通道：摄像头 → SoC，用于状态上报、中断触发、传感器数据回传（如IMU数据）。

GPIO通道支持中断模式与电平触发，延迟确定，适用于实时控制场景。

典型系统架构

在典型GMSL摄像头系统中（如图1所示），串行器直接连接图像传感器的MIPI CSI-2输出，解串器连接SoC的MIPI CSI-2输入。整个链路无需额外MCU、编码器、RS-485收发器或复杂协议转换，硬件设计高度简化。

图1. 典型的GMSL摄像头硬件系统。

相比传统方案，GMSL具有以下优势：

更高带宽：支持未来高分辨率、高帧率需求；

确定性延迟：视频传输延迟低且可预测，适用于实时感知系统；

更低功耗与尺寸：集成度高，适合小型化摄像头模组；

更强EMI性能：差分信号与屏蔽线缆降低辐射。

应用场景

ADAS环视系统（SVM）、前视ADAS摄像头

自动泊车系统（APA）鱼眼摄像头

车内监控（DMS/OMS）

数字仪表盘与抬头显示（HUD）

后座娱乐系统（RSE）

总结

GMSL技术通过高带宽、低延迟、单线缆和高度集成的特性，成为车载高速视频传输的优选方案。其支持的RoR、嵌入式控制、向后兼容等特性，进一步提升了系统灵活性与可靠性。对于追求高性能、低复杂度和长生命周期的车载设计，GMSL SerDes平台提供了成熟且可扩展的工程解决方案。