CN118062033A - 车载SerDes芯片、包括其的视频传输系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载SerDes芯片、包括其的视频传输系统及车辆。车载SerDes芯片具有内部RC振荡器、功能安全控制器、采样和比对模块以及用于连接外部晶振的接口，其中，采样和比对模块连接内部RC振荡器、功能安全控制器以及接口，采样和比对模块用于对内部RC振荡器和连接至接口的外部晶振进行采样和比对，判断外部晶振的工作状态，并且在外部晶振失效时，向功能安全控制器报告外部时钟丢失故障。本发明采用内部RC振荡器对外部时钟进行监测，若发现无外部时钟，则向功能安全控制器报告外部时钟丢失故障。

Description

车载SerDes芯片、包括其的视频传输系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车功能安全技术领域，具体涉及车载SerDes芯片、包括其的视频传输系统及车辆。

背景技术

随着汽车行业的发展，车辆中的电子电气系统越来越多，而电子电气系统产生失效时有可能会导致人员伤害、环境污染或设备财产的损失，因此汽车功能安全的问题越来越重要。

现如今，车辆的使用端中大多存在车载芯片，但是时钟信号是车载芯片工作的重要组成部分，缺少了时钟信号车载芯片将无法工作，从而致使车辆的使用端处于死锁状态，因此对于时钟信号的检测预警以及确保时钟信号的输出是保障车辆安全性问题的重要组成部分。

在现有技术中，缺少对时钟信号发生缺失时的检测预警措施。由于造成车辆的使用端死锁的问题多样化，而缺少对时钟信号的检测和预警措施，在车辆的使用端出现故障时，无法准确定位故障原因。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了车载SerDes芯片、包括其的视频传输系统及车辆，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。

为了实现前述目的，本发明的第一方面提供了一种车载SerDes芯片，其中，所述车载SerDes芯片具有内部RC振荡器、功能安全控制器、采样和比对模块以及用于连接外部晶振的接口，所述采样和比对模块连接所述内部RC振荡器、所述功能安全控制器以及所述接口，所述采样和比对模块用于对所述内部RC振荡器和连接至所述接口的外部晶振进行采样和比对，判断所述外部晶振的工作状态，并且在所述外部晶振失效时，向所述功能安全控制器报告外部时钟丢失故障。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述车载SerDes芯片具有切换模块，所述切换模块连接所述内部RC振荡器、所述采样和比对模块以及所述接口，在所述采样和比对模块判断所述外部晶振丢失时向所述切换模块发送切换标识，所述切换模块从所述外部晶振切换为所述内部RC振荡器工作。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述采样和比对模块对所述外部晶振进行采样，当采集到时钟信号波形时判断为所述外部晶振正常工作、采集到固定电平时判断为所述外部晶振失效。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述内部RC振荡器包括振荡模块和检测模块，所述采样和比对模块为所述内部RC振荡器中的所述检测模块。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述采样和比对模块包括独立的采样模块和比对模块。

为实现前述目的，本发明的第二方面提供了一种车载视频传输系统，其中，所述车载视频传输系统包括车载SerDes车载SerDes芯片以及外部晶振，所述车载SerDes芯片具有内部RC振荡器、功能安全控制器、采样和比对模块以及用于连接外部晶振的接口，其中，所述采样和比对模块连接所述内部RC振荡器、所述功能安全控制器以及所述接口，所述外部晶振连接至所述接口，所述采样和比对模块用于对所述内部RC振荡器和所述外部晶振进行采样和比对，并且在所述外部晶振失效时，向所述功能安全控制器报告外部时钟丢失故障。

在如前所述的车载视频传输系统中，可选地，所述车载SerDes芯片具有切换模块，所述切换模块连接所述内部RC振荡器、所述采样和比对模块以及所述接口，在所述采样和比对模块判断所述外部晶振丢失时向所述切换模块发送切换标识，所述切换模块从所述外部晶振切换为所述内部RC振荡器工作。

在如前所述的车载视频传输系统中，可选地，所述车载视频传输系统为车载摄像头或者车载视屏系统。

为实现前述目的，本发明的第三方面提供了一种使用如前所述第二方面中所述的车载视频传输系统的车辆。

在如前所述的车辆中，可选地，所述功能安全控制器连接车载使用端，用于将所述外部时钟丢失故障发送给所述车载使用端。

本发明的车载SerDes芯片通过所述车载SerDes芯片内部的所述采样和比对模块对所述内部RC振荡器和所述车载SerDes芯片外部的外部晶振进行采样和比对，并判断所述外部晶振的工作状态，在外部晶振失效时，所述采样和比对模块向所述安全功能控制器报告外部时钟丢失故障。

在可选的方案中，车载SerDes芯片可以具有切换模块，所述采样和比对模块可以向所述切换模块发送切换标识，致使所述切换模块从所述外部晶振切换为所述内部RC振荡器工作，从而实现车载视频传输系统以及车辆的安全性保障。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1为本发明的车载SerDes芯片的一个实施例的示意框图；以及

图2为本发明的车载视频传输系统的一个实施例的示意框图。

附图标记：1-车载SerDes芯片；11-内部RC振荡器；12-功能安全控制器；13-采样和比对模块；14-切换模块；15-接口；2-车载视频传输系统；21-外部晶振。

具体实施方式

参照附图和具体实施例，下面将以示例方式来说明本发明的车载SerDes芯片、包括其的视频传输系统及车辆的结构、组成、特点和优点等，然而所有描述不应用于对本发明形成任何限制。

此外，对于在本文提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的记载范围之内。

还需要说明的是，术语 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示即车载SerDes芯片的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

车载SerDes芯片可以用于汽车的视频传输系统，例如但不限于用于摄像头、车载视屏系统等。SerDes芯片可以应用于汽车传感器至域控制器、域控制器至显示屏幕的高速视频图像信号的传输。尤其是在智能驾驶中，各个摄像头、传感器、视屏系统等需要具有高算力的车载SerDes芯片，将各类信息传递给车机，然后由车机做出智能行驶决策。

图1为本发明的车载SerDes芯片的一个实施例的示意框图。

从图1可以看出，该车载SerDes芯片1具有时钟输入引脚或接口15。通过该接口15，该车载SerDes芯片1可以连接有外部晶振（见图2）。外部晶振能够作为时钟源为芯片产生稳定的时钟信号，为其提供时钟频率基准。晶振设置于芯片之外部，可以获得更高的时钟精度和稳定性、降低电磁和温度干扰风险，并且能够通过更换合适的晶振来提供不同的频率。

如图中所示，所述车载SerDes芯片1具有内部RC振荡器11、功能安全控制器12、采样和比对模块13以及用于连接外部晶振的接口15。采样和比对模块13与内部RC振荡器11、功能安全控制器12以及接口15相连接。

该内部RC振荡器11运行时，可以不用外部振荡器及其反馈电路。因而，在外部晶振故障时可以单独使用内部RC振荡器。该内部RC振荡器11可以由集成电路内部的电阻和电容组成。考虑到内部RC振荡器电阻电容的精度问题，同时受温度、湿度影响，在对时钟精度要求高时可以选用外部晶振。

在该示例中，功能安全控制器12可以从采样和比对模块13接收时钟失效信号并向使用端汇报，从而发出故障警报通知人员处理或者自动采取措施解决故障。采样和比对模块13可以分别从外部晶振和内部RC振荡器获取采样并进行比对，以此判断外部晶振的工作状态，当发现失效异常时向功能安全控制器12发送时钟失效信号。在可选的实施例中，采样和比对模块13可以包括两个独立的模块，即采样模块和比对模块。

在该图示示例中，切换模块14为可选模块。在设置有切换模块14的情况下，该切换模块14可以与内部RC振荡器11、采样和比对模块13、以及接口15相连接。当该芯片连接有外部晶振时，切换模块14通过接口15连接到外部晶振，采样和比对模块13通过接口15连接到外部晶振。切换模块14根据采样和比对模块13的控制信号切换外部晶振21和内部RC振荡器11。

参见图1，在本发明的可选实施例中，所述外部晶振21（图2中所示）位于所述车载SerDes芯片1的外部，并与该车载SerDes芯片1的接口15相连接。外部晶振可以产生周期性的外部振荡，从而生成外部时钟信号。具体地，所述外部晶振所产生的外部时钟信号具有高精度的特点，且所述外部晶振还具有较强的可换性以及可调性，当所述外部晶振发生损坏或设备需要调整外部时钟信号的频率时，可以直接将原有的外部晶振拆下，并更换新的外部晶振，确保外部时钟信号可以被稳定地提供。

进一步地，如上文中所述，所述外部晶振21与所述SerDse芯片的接口15相连接，而所述接口又与所述切换模块14以及所述采样和比对模块13相连接，因此所述外部晶振21所生成的外部时钟信号经过所述接口15输入所述车载SerDes芯片1中，并分别传输进入所述切换模块14以及所述采样和比对模块13。

在可选的实施例中，所述内部RC振荡器11可以包括有振荡模块以及检测模块。振荡模块可以为该内部RC振荡器11产生周期性的内部振荡，从而生成内部时钟信号。具体地，如前文中所述，内部RC振荡器11与切换模块14相连接，因此内部时钟信号可以传输进入切换模块14。这里需要说明的是，内部RC振荡器11通过内部振荡所产生的内部时钟信号具有低功耗、低成本以及体积小的优点。

在该可选的实施例中，检测模块可以为上文中所述的采样和比对模块13，因此检测模块可以采集到所述内部时钟信号。进一步地，如前文中所述，外部晶振21所生成的外部时钟信号传输进入所述采样和比对模块13，因此该采样和比对模块13对该外部晶振21所生成的外部时钟信号进行采样。所述采样和比对模块13将采集到的外部时钟信号与内部时钟信号进行比对，从而判断外部晶振21的工作状态。

采样和比对模块13判断外部时钟信号的方式如下所述：当该采样和比对模块采集到外部时钟信号波形时，则判断为该外部晶振正常工作；当该采集和比对模块的内部时钟信号采集到外部时钟信号为固定电平时，则判断为该外部晶振失效。

需要说明的是，由于内部RC振荡器11产生时钟信号的频率比外部晶振21更快速，因此同一时间产生的内部时钟信号比外部时钟信号更快地到达采样和比对模块13中，所以在所述内部时钟信号与外部时钟信号比对的过程中，只有当内部时钟信号检测到一定时长的外部时钟信号为固定电平时，才可以判断外部晶振21失效。在可选的实施例中，所述一定时长可以由本领域的技术人员根据内部RC振荡器11以及外部晶振21所产生的频率的速度进行调整。

在图1的可选实施例中，所述切换模块14用于对外部时钟信号以及内部时钟信号进行切换。在外部时钟未发生故障时，切换模块14对外部时钟信号进行输出；在外部时钟发生故障时，切换模块14终止对外部时钟信号的输出，并切换为内部RC振荡器，对其生成的内部时钟信号进行输出。需要说明的是，时钟信号是芯片的必要组成部分，尤其对于数字芯片，缺少了时钟信号，数字芯片将处于死锁状态，从而造成使用端的故障，产生极大的安全隐患。因此，在外部时钟缺失时，采用切换模块14将外部晶振21所产生的外部时钟信号输出切换为内部RC振荡器11所产生的内部时钟信号的输出，通过此步骤可以确保可以为数字芯片不间断的提供时钟信号，保障使用端的安全性。

具体地，当采样和比对模块13判断外部晶振21失效时，向切换模块14发送切换标识。由于外部晶振21所产生的外部时钟信号以及内部RC振荡器11所产生的内部时钟信号均传输进入切换模块14中，在正常情况下芯片采用外部晶振的时钟信号，因此在切换模块14接收到来自采样和比对模块13的切换标识后，该切换模块14从外部晶振21切换为内部RC振荡器11工作，向芯片输出内部时钟信号。

在图1的可选实施例中，所述功能安全控制器12在车载SerDes芯片1中起到警示作用，该功能安全控制器12与采样和比对模块13相连接，并且与芯片外部连接。当采样和比对模块13判断该外部晶振21失效时，采样和比对模块13可以向功能安全控制器12发送外部时钟丢失故障信号；同时功能安全控制器12与车载使用端相连接，所述功能安全控制器12在接收到外部时钟丢失的故障信号后，将该外部时钟丢失故障信号发送至车载使用端中，为车载使用端提供警报。本领域相关的技术人员可以通过警报准确的定位故障的发生的地点以及故障发生的原因。

在可选的实施例中，本领域相关的技术人员在接收到警报后可以根据需求对缺失的外部晶振21进行更换。在可选的另一个实施例中，由于大型的车载使用端需要稳定的时钟信号输出，而内部RC振荡器11所产生的内部时钟信号容易受到外界的干扰，因此无法长时间的使用，为了确保安全性，车辆会采用两套车载SerDes芯片，其中，第一套芯片用于为车载使用端正常输出时钟信号，第二套芯片用于在第一套芯片故障时切换使用，确保时钟信号的稳定输出，本领域的技术人员在接收到功能安全控制器12向车载使用端发送的故障信号时，还可以根据需求切换第二套芯片向车辆提供稳定的时钟信号输出。

图2为本发明的车载视频传输系统的一个实施例的示意框图。

从图2可以看出，所述车载视频传输系统2包括外部晶振21以及图1中所述的车载SerDes芯片。该车载SerDes芯片1内具有内部振荡器、功能安全控制器12、采样和比对模块13、接口15以及可选的切换模块14。

具体地，采样和比对模块13与功能安全控制器12、内部RC振荡器11、接口15以及切换模块14相连接，外部晶振21通过接口15连接到芯片，同时，连接外部晶振21的接口15以及内部RC振荡器11与切换模块14相连接。采样和比对模块可以对内部RC振荡器11和外部晶振21进行采样和比对，并在检测到外部晶振21失效时，向功能安全控制器12报告外部时钟丢失故障，并向切换模块14发送切换标识，使该切换模块14从外部晶振21所输出的外部时钟信号切换为内部RC振荡器11所输出的内部时钟信号进行输出。具体的实现方法以及作用结合图1已详细描述。

在可选的实施例中，图2中的所述车载视频传输系统2可以为车载摄像头或者车载视屏系统。所述车载摄像头或者车载视屏系统中存在车载SerDes芯片作为数字芯片，当缺少时钟信号时，数字芯片将无法使用，从而造成车载摄像头或者车载视频系统处于死锁状态，无法使用，甚至产生严重的安全隐患，导致人员伤亡、环境污染或财产损失。

本发明的车载视频传输系统通过车载SerDes芯片中的采样和比对模块13采用内部RC振荡信号对外部晶振21所产生的外部时钟信号进行检测，当外部时钟信号缺失时，通过功能安全控制器12能够向外部发送故障警报，从而人工或自动处置故障。

在设置有切换模块14的实施例中，该采样和比对模块13可以向切换模块14发送切换标识，使该切换模块14将外部晶振21的外部时钟信号输出切换为内部RC振荡器11的内部时钟信号的输出，从而车载SerDes芯片1仍然可以稳定地提供时钟信号，同时该采样和比对模块13可以将外部时钟丢失故障汇报至功能安全控制器12中，功能安全控制器12将故障信号发送至车载使用端，向外报告外部时钟丢失故障，本领域的技术人员可以根据现场的实际情况进行处理。

本发明还进一步提供了具有前述实施例中的车载视频传输系统的车辆。该车辆中，车载视频传输系统的车载SerDes芯片中的功能安全控制器12可以连接至车载使用端，用于将所述外部时钟丢失故障发送给所述车载使用端。该车载使用端可以为车载主机，车载主机收到故障信号可以控制车辆的警报模块发出相应的警报，以实现后续的故障排除处理。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明书中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述车载SerDes芯片（1）具有内部RC振荡器（11）、功能安全控制器（12）、采样和比对模块（13）以及用于连接外部晶振（21）的接口（15），其中，所述采样和比对模块（13）连接所述内部RC振荡器（11）、所述功能安全控制器（12）以及所述接口（15），所述采样和比对模块（13）用于对所述内部RC振荡器（11）和连接至所述接口（15）的外部晶振（21）进行采样和比对，判断所述外部晶振（21）的工作状态，并且在所述外部晶振（21）失效时，向所述功能安全控制器（12）报告外部时钟丢失故障。

2.如权利要求1所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述车载SerDes芯片（1）具有切换模块（14），所述切换模块（14）连接所述内部RC振荡器（11）、所述采样和比对模块（13）以及所述接口（15），在所述采样和比对模块（13）判断所述外部晶振（21）丢失时向所述切换模块（14）发送切换标识，所述切换模块（14）从所述外部晶振（21）切换为所述内部RC振荡器（11）工作。

3.如权利要求1或2所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述采样和比对模块（13）对所述外部晶振（21）进行采样，当采集到时钟信号波形时判断为所述外部晶振（21）正常工作、采集到固定电平时判断为所述外部晶振（21）失效。

4.如权利要求1或2所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述内部RC振荡器（11）包括振荡模块和检测模块，所述采样和比对模块（13）为所述内部RC振荡器（11）中的所述检测模块。

5.如权利要求1所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述采样和比对模块（13）包括独立的采样模块和比对模块。

6.一种车载视频传输系统（2），其特征在于，所述车载视频传输系统（2）包括车载SerDes芯片（1）以及外部晶振（21），所述车载SerDes芯片（1）具有内部RC振荡器（11）、功能安全控制器（12）、采样和比对模块（13）以及用于连接所述外部晶振（21）的接口（15），其中，所述采样和比对模块（13）连接所述内部RC振荡器（11）、所述功能安全控制器（12）以及所述接口（15），所述外部晶振（21）连接至所述接口（15），所述采样和比对模块（13）用于对所述内部RC振荡器（11）和所述外部晶振（21）进行采样和比对，并且在所述外部晶振（21）失效时，向所述功能安全控制器（12）报告外部时钟丢失故障。

7.如权利要求6所述的车载视频传输系统（2），其特征在于，所述车载SerDes芯片（1）具有切换模块（14），所述切换模块（14）连接所述内部RC振荡器（11）、所述采样和比对模块（13）以及所述接口（15），在所述采样和比对模块（13）判断所述外部晶振（21）丢失时向所述切换模块（14）发送切换标识，所述切换模块（14）从所述外部晶振（21）切换为所述内部RC振荡器（11）工作。

8.如权利要求6或7所述的车载视频传输系统（2），其特征在于，所述车载视频传输系统（2）为车载摄像头或者车载视屏系统。

9.一种具有如权利要求6至8中任一项所述的车载视频传输系统（2）的车辆。

10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述功能安全控制器（12）连接车载使用端，用于将所述外部时钟丢失故障发送给所述车载使用端。