CN118075312A - 车载SerDes芯片、包括其的车载数据传输系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载SerDes芯片、包括其的数据传输系统及车辆。所述车载SerDes芯片具有功能安全控制器模块，用于向外部转发功能安全状态，并且，进一步具有：功能模块，连接车载SerDes芯片内部的数据源并将来自数据源的第一数据处理和输出为第二数据；回读模块，连接功能模块的输出端并将第二数据回读至车载SerDes芯片；比较模块，用于接收第一数据、第二数据，在判定第一数据与第二数据不一致时，向功能安全控制器模块发送错误信号，以供功能安全控制器模块转发至主控芯片。本发明通过对芯片的功能模块输出前后的数据进行比较，检测芯片对使用端输出的信号是否准确，从而保证车载的安全性。

Description

车载SerDes芯片、包括其的车载数据传输系统及车辆

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及车载SerDes芯片、包括其的车载数据传输系统及车辆。

背景技术

现如今，车辆中存在各种车载芯片用于数据传输。车载芯片与车辆的使用端相连接，车载芯片可以通过对车辆的使用端收发信号实现对数据的传输以及车辆的控制。

在车辆受到外界的干扰或自身的故障时，车载芯片收发的信号会出现错误或缺失，致使车辆的使用端无法得到准确的传输信号以及控制指令。芯片的温度过高或信号传输过程中的电压异常也会导致车载芯片的随机失效，造成车辆的使用端发生故障，从而对车辆的安全性造成隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了车载SerDes芯片、包括其的车载数据传输系统及车辆，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芯片具有功能安全控制器模块，所述功能安全控制器模块用于向外部转发所述车载SerDes芯片的功能安全状态，并且，所述车载SerDes芯片进一步具有：

功能模块，所述功能模块连接所述车载SerDes芯片内部的数据源并将来自所述数据源的第一数据处理和输出为第二数据；

回读模块，所述回读模块连接所述功能模块的输出端并将所述第二数据回读至所述车载SerDes芯片；

比较模块，所述比较模块连接所述功能安全控制器模块、所述数据源以及所述回读模块，所述比较模块用于从所述数据源接收所述第一数据、从所述回读模块接收所述第二数据并且比较所述第一数据和所述第二数据，在判定所述第一数据与所述第二数据不一致时，所述比较模块向所述功能安全控制器模块发送所述功能模块的错误信号，以供所述功能安全控制器模块转发至主控芯片。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述车载SerDes芯片具有检测电路，所述检测电路位于所述比较模块和所述回读模块之间，接收来自所述回读模块的所述第二数据并发送至所述比较模块中，所述检测电路用于采集和检测所述车载SerDes芯片内部的温度和电压，并基于所述温度和电压将所述车载SerDes芯片的功能安全状态通过所述比较模块发送至所述功能安全控制器模块中。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述功能安全控制器模块对如下中至少之一进行检测：所述车载SerDes芯片的内部视频传输状态；视频数据的完整性和正确性；所述车载SerDes芯片的内部控制命令传输状态；控制命令的完整性和正确性；所述车载SerDes芯片的内部功能运行逻辑的正确性和及时性；所述车载SerDes芯片的内部和外部存储状态；所述内部和外部存储数据的完整性和正确性；从外部接收到的数据和向外发送的数据的完整性、正确性和及时性；检测结果的存储和警报。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述数据源为用于暂存数据的数据模块，所述数据模块连接所述功能模块和所述比较模块。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述功能模块为输出模块，所述输出模块用作所述车载SerDes芯片的输出接口。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述第一数据为数字信号，所述第二数据为模拟信号，所述功能模块中具有数模转换器，所述回读模块中具有模数转换器。

在如前所述的车载SerDes芯片中，可选地，所述车载SerDes芯片中具有多个所述功能模块。

为实现前述目的，本发明的第二方面提供了一种车载数据传输系统，其中，所述车载数据传输系统包括如前所述第一方面中任一项所述的车载SerDes芯片。

在如前所述的车载数据传输系统中，可选地，所述车载数据传输系统为智能驾驶系统、车身控制系统或者车载视屏系统。

为实现前述目的，本发明的第三方面提供了一种车辆，其中，所述车辆具有如前所述第二方面中任一项所述的车载数据传输系统。

本发明通过比较功能模块的输入与输出，判断所述功能模块是否发生错误。在发现错误时，所述功能安全控制器模块向主控芯片发送错误提示信号，从而起到警示作用。

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；

图2为本发明的车载数据传输系统的一个实施例的局部示意框图。

附图标记：1-车载SerDes芯片；2-功能模块；3-回读模块；4-比较模块；5-功能安全控制器模块；6-数据模块；7-数模转换器；8-模数转换器；10-检测电路。

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、包括其的车载数据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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

车载SerDes芯片可以用于汽车的数据传输系统，例如但不限于用于摄像头、车载视屏系统或者自动驾驶系统等。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为本发明车载SerDes芯片的一个实施例的示意框图。

如图中所示，所述车载SerDes芯片1具有检测电路10、功能安全控制器模块5以及数据模块6、功能模块2、回读模块3和比较模块4。在该示例中，所述回读模块3用于回读所述功能模块2的输出，所述比较模块4将回读的输出与功能模块2的输入相比较，如果发现二者不一致则通过功能安全控制器模块5向外部发出提醒。

从图中可以看出，所述回读模块3的输入端与所述功能模块2的输出端相连接，所述回读模块3的输出端与检测电路10的输入端相连接，检测电路10的输出端又与比较模块4的输入端相连接，所述比较模块4的输出端与所述功能安全控制器模块5相连接。

进一步地，该车载SerDes芯片1内部还具有数据源，在图示示例中，数据源为数据模块6。数据源分别与所述功能模块2的输入端以及所述比较模块4的输入端相连接，且该数据源分别向功能模块2以及比较模块4发送第一数据。第一数据可以为车载SerDes芯片1内部的数据，也可以为芯片使用端中车载摄像头、车载视屏系统或者自动驾驶系统等所产生的数据，该第一数据从数据源中输入至功能模块2，然后经过功能模块的处理后输出为第二数据，从而最终传输到数据接收模块或数据接收端，例如但不限于为主控芯片。

在可选的实施例中，该第一数据可以为数字信号，数字信号的优点具体表现为：具有良好的压缩性，其可以通过压缩算法来减少输入至车载SerDes芯片1中的数据量，从而节省存储空间；具有较强的可靠性，其可以通过纠错码等技术来检测和纠正芯片传输数据传输过程中出现的错误，从而保证数据的完整性和准确性。

在该图示示例中，数据模块6位于车载SerDes芯片1的内部，是可选模块。所述数据模块6可以用于暂存并传输数据，从而有效地提高传输数据的速度，实现更快速地将所述第一数据传输进入所述功能模块2和所述比较模块4中。在设置有数据模块6的情况下，所述数据模块6即为所述数据源。在可选的实施例中，数据模块6可以但不限于为寄存器，其可以用于接收所述第一数据，将所述第一数据进行暂存，并对所述第一数据进行输出。在不设置数据模块6的情况下，用于向功能模块2提供输入的各模块即可视为数据源。

从图1中可以看出，所述功能模块2位于芯片中，可以为车载SerDes芯片1内部具有输入和输出、需要判断是否发生错误的任何功能模块。

在可选的实施例中，功能模块2可以作为输出模块，用作芯片的输出接口，例如GPIO接口，数据可以通过该功能模块2从车载SerDes芯片1中进行输出。具体地，功能模块2可以与接收来自数据模块6中的第一数据，并将之转换为第二数据进行输出。在可选的实施例中，为了确保车载SerDes芯片1可以稳定地向各个车载使用端进行数据传输，车载SerDes芯片1中具有多个功能模块，具体个数可以本领域的技术人员根据实际的需要进行调整。每个功能模块2的输出端可以与各个车载使用端相连接。因此，该第二数据从功能模块2从所述车载SerDes芯片1中输出，并输入至车载使用端中。

在本发明的可选的实施例中，所述功能模块2可以为GPIO接口。 GPIO接口具有较强的灵活性和可拓展性，其可以根据需要连接主控芯片。GPIO接口具有低成本和低功耗的特点，有利于芯片成本的控制。

所述功能模块2可以具有数模转换器7，数模转换器7可以将数字信号转化为模拟信号进行输出。在本发明的可选的实施例中，所述第一数据为输入所述功能模块2的数据，所述第二数据为输出所述功能模块2的数据，第一数据为数字信号，第二数据在功能模块2中的数模转换器7的作用下被转换为模拟信号。具体地，模拟信号的优点具体表现为：响应速度较快，可以确保信号传输至车载使用端能被快速地相应；不存在量化误差，可以确保车载使用端接收到精确的信号。

从图1可以看出，所述回读模块3位于车载SerDes芯片1中，如上所述，回读模块3的输入端与功能模块2的输出端相连接，回读模块3可以用于从功能模块2的输出端回读第二数据。

具体地，所述回读模块3中可以具有模数转换器8，模数转换器8可以将模拟信号转换为数字信号进行输出。在本发明的可选的实施例中，第二数据在回读模块3的输入端为模拟信号，经过回读模块3中的模数转换器8的转换，第二数据在回读模块3的输出端被转化为数字信号。

在图1的可选实施例中，所述车载SerDes芯片1内部还包括检测电路10，检测电路10用于对车载SerDes芯片1内部的温度和电压进行采集和实时检测，并基于温度和电压生成车载SerDes芯片1的功能安全状态。具体地，检测电路10的输入端与回读模块3的输出端相连接，其可以采集来自回读模块3所回读的第二数据，并对该第二数据的电压进行检测，同时其还可以对芯片内部的温度进行采集和实时检测。需要说明的是，在本实施例中电压可以包括功能模块2输出的第二数据的电压。在本发明其他实施例中，电压还可以为所述芯片内部其他模块输出的数据的电压。检测电路10对功能安全状态的检测步骤如下：

首先，检测电路10采集芯片内部的温度以及电压；

其次，检测电路10内部设有电压阈值范围以及温度阈值范围，其可以根据电压阈值范围对所述车载SerDes芯片1内部的电压进行检测，并且可以根据温度阈值范围对车载SerDes芯片1内部的温度进行检测。具体地，当所述检测电路10检测到所述车载SerDes芯片1内部的温度不在温度阈值范围之内时，判断所述芯片内部的温度异常。当所述检测电路10检测到所述车载SerDes芯片1内部的电压不在电压阈值范围之内时，判断所述芯片内部的电压异常。当所述检测电路10检测到所述车载SerDes芯片1内部的温度和电压在温度阈值范围和电压阈值范围之内时，判断所述芯片内部的温度和电压正常。

需要说明的是，检测电路10位于车载SerDes芯片1中，而所述SerDes芯片可以位于车辆中的不同系统中，例如但不限于智能驾驶系统、车身控制系统或者车载视屏系统。

从图1可选的实施例可以看出，所述车载SerDes芯片1内部还包括有比较模块4，比较模块4的输入端与检测电路10的输出端相连接，检测电路可以将回读模块中的第二数据发送至比较模块中，并且如上所述，比较模块4的输入端还与数据源（例如数据模块6）的输出端相连接，因此比较模块4接收来自数据源的第一数据以及来自回读模块3的第二数据。需要说明的是，所述第一数据为数字信号，所述第二数据为经过回读模块3中模数转换器8转化后的数字信号，同时所述第一数据和第二数据可以为视屏数据或芯片的内部控制指令的数据。由于所述第一数据以及第二数据均为数字信号，而比较模块4可以对同种类型的信号进行比较，因此比较模块4可以对该第一数据以及该第二数据进行比较。具体步骤如下所述：当所述第一数据与所述第二数据比较结果一致时，比较模块4判断为功能模块输出正常；当所述第一数据与所述第二数据比价结果不一致时，比较模块4判断为功能模块输出错误。

从图1可以看出，所述芯片还具有功能安全控制器模块5。所述功能安全控制器模块5位于芯片内部，并与所述比较模块4相连接。当比较模块4判断为功能模块输出正常时，该比较模块4不对功能安全控制器模块5传输信号；当比较模块4判断为功能模块输出错误时，该比较模块向功能安全控制器模块5发送功能模块的错误信号。

同时，由于比较模块4的输入端与检测电路10的输出端相连接，而如上所述，比较模块4的输出端与功能安全控制器模块5相连接，因此检测电路10检测后功能安全状态可以通过比较模块4传输进入功能安全控制器模块5中。

在图1可选的实施例中，所述功能安全控制器模块5用于向外部转发芯片的功能安全状态，起到警示的作用。具体地，该功能安全控制器模块至少对如下中之一进行检测：芯片的内部视频传输状态；视频数据的完整性和正确性；芯片的内部控制命令传输状态；控制命令的完整性和正确性；芯片的内部功能运行逻辑的正确性和及时性；芯片的内部和外部存储状态；内部和外部存储数据的完整性和正确性；从外部接收到的数据和向外发送的数据的完整性、正确性和及时性；检测结果的存储和警报，以此确保芯片对车载数据传输系统的功能安全状态的检测更完善，保证车辆的使用安全。

在可选的实施例中，所述功能安全控制器模块5与车载的使用端相连接（图2中所示），车载的使用端中具有主控芯片，所述主控芯片可以对车载的使用端进行控制。当所述功能安全控制器模块5接收到比较模块4发送的功能模块错误信号时，功能安全控制器模块5向主控芯片发送功能模块错误警报；当所述功能安全控制器模块5接收到检测电路10发送的功能安全状态时，功能安全控制器模块5向主控芯片对车载SerDes芯片1内部的电压异常或温度异常发送警报。主控芯片可以根据功能安全控制器模块5的警报，向车载使用端进行警报。

本领域相关的技术人员可以通过警报从而定位故障发生的位置，并根据用户的需求进行下一步地处理。需要说明的是，功能安全控制器模块还可以将功能模块错误信号以及芯片内部的温度异常以及电压异常信号进行存储，便于为用户的查询提供便利。

图2为本发明的车载数据传输系统的一个实施例的局部示意框图。

从图2可以看出，在该示例中，所述车载数据传输系统包括车载SerDes芯片1，所述车载SerDes芯片1具有功能模块2、回读模块3、检测电路10、比较模块4、功能安全控制器模块5、数据模块6，其中，所述回读模块3的输入端与所述功能模块2的输出端相连接，所述回读模块3的输出端与所述检测电路10相连接。所述数据源分别与功能模块2以及比较模块4相连接，并具有第一数据，第一数据分别输入至功能模块2以及比较模块4中。需要说明的是，数据源可以为用于暂存数据的数据模块6。

在所述车载数据传输系统中，进行数据回读以及基于回读数据判断错误的步骤如下：

首先，功能模块2将来自数据源的第一数据处理为第二数据进行输出，并通过功能模块2中的数模转换器7将第一数据的数字信号转化为第二数据的模拟信号。需要说明的是，功能模块2可以为输出模块，用作车载SerDes芯片1的输出接口，第二数据可以通过该接口输出车载SerDes芯片1，并输入至车载使用端中。

其次，回读模块3与功能模块2的第二数据端相连接，回读模块3将功能模块2的第二数据进行回读。

再次，回读模块3的输出端与检测电路10相连接，检测电路10采集车载SerDes芯片1内部的温度以及电压，并根据其内部设定的温度阈值范围对车载SerDes芯片1内部的电压和温度进行检测，以此验证车载SerDes芯片1内部的功能安全状态。同时，检测电路10与比较模块4相连接，检测电路10将回读模块3的第二数据发送至比较模块4中，比较模块4对来自数据源的第一数据以及来自检测电路的第二数据进行比较，以此验证车载SerDes芯片1的功能模块2输出的正确性。

然后，比较模块4与功能安全控制器模块5相连接。当比较模块4对比结果不一致时，功能安全控制器模块5接收来自比较模块4的功能模块的错误信号。当检测电路10判断车载SerDes芯片1内部的电压以及温度不在电压阈值范围或温度阈值范围内时，所述检测电路将芯片内部的温度异常以及电压异常信号通过比较模块发送至功能安全控制器模块5中。同时该功能安全控制器模块5与车载使用端相连接，车载的使用端中具有主控芯片，功能安全控制器模块5向主控芯片发送功能模块错误警报、芯片内部的电压异常警报或芯片内部的温度异常警报。主控芯片可以根据上述警报对车载的使用端进行警报，以此保障车辆安全。具体的实现方法以及作用结合图1已详细描述。

在可选地实施例中，本发明还包括一种车载数据传输系统，该系统可以为智能驾驶系统、车身控制系统或者车载视屏系统。所述智能驾驶系统、车身控制系统或者车载视屏系统中设置有车载SerDes芯片。该系统可以通过，芯片在传输数据的过程中，对芯片的输出接口输出的数据错误、缺失或芯片内部的温度异常或电压异常的检测，有效的对车载使用端的故障及时提醒，起到提高安全性的作用，避免严重的安全隐患，导致人员伤亡、环境污染或财产损失。

本发明还进一步提供了具有前述实施例中的车载数据传输系统的车辆。该车辆中，车载数据传输系统的车载SerDes芯片中的功能安全控制器模块可以连接至车载使用端，用于将所述功能模块输出错误信号、芯片内部的温度异常信号以及电压异常信号发送给所述车载使用端。该车载使用端在可选的实施例中可以为主控芯片，也可以但不限于为车辆的外部设备、传感器等组件。车载使用端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）具有功能安全控制器模块（5），所述功能安全控制器模块（5）用于向外部转发所述车载SerDes芯片（1）的功能安全状态，并且，所述车载SerDes芯片（1）进一步具有：

功能模块（2），所述功能模块（2）连接所述车载SerDes芯片（1）内部的数据源并将来自所述数据源的第一数据处理和输出为第二数据；

回读模块（3），所述回读模块（3）连接所述功能模块（2）的输出端并将所述第二数据回读至所述车载SerDes芯片（1）；

比较模块（4），所述比较模块（4）连接所述功能安全控制器模块（5）、所述数据源以及所述回读模块（3），所述比较模块（4）用于从所述数据源接收所述第一数据、从所述回读模块（3）接收所述第二数据并且比较所述第一数据和所述第二数据，在判定所述第一数据与所述第二数据不一致时，所述比较模块（4）向所述功能安全控制器模块（5）发送所述功能模块（2）的错误信号，以供所述功能安全控制器模块（5）转发至主控芯片。

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）具有检测电路（10），所述检测电路（10）位于所述比较模块（4）和所述回读模块（3）之间，接收来自所述回读模块（3）的所述第二数据并发送至所述比较模块（4）中，所述检测电路（10）用于采集和检测所述车载SerDes芯片（1）内部的温度和电压，并基于所述温度和电压将所述车载SerDes芯片（1）的功能安全状态通过所述比较模块（4）发送至所述功能安全控制器模块（5）中。

3.如权利要求1所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述功能安全控制器模块（5）对如下中至少之一进行检测：所述车载SerDes芯片（1）的内部视频传输状态；视频数据的完整性和正确性；所述车载SerDes芯片（1）的内部控制命令传输状态；控制命令的完整性和正确性；所述车载SerDes芯片（1）的内部功能运行逻辑的正确性和及时性；所述车载SerDes芯片（1）的内部和外部存储状态；所述内部和外部存储数据的完整性和正确性；从外部接收到的数据和向外发送的数据的完整性、正确性和及时性；检测结果的存储和警报。

4.如权利要求1所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述数据源为用于暂存数据的数据模块（6），所述数据模块（6）连接所述功能模块（2）和所述比较模块（4）。

5.如权利要求1所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述功能模块（2）为输出模块，所述输出模块用作所述车载SerDes芯片（1）的输出接口。

6.如权利要求1所述的车载SerDes芯片（1），其特征在于，所述第一数据为数字信号，所述第二数据为模拟信号，所述功能模块（2）中具有数模转换器（7），所述回读模块（3）中具有模数转换器（8）。

7.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）中具有多个所述功能模块（2）。

8.一种车载数据传输系统，其特征在于，所述车载数据传输系统包括如前述权利要求1至7中任一项所述的车载SerDes芯片（1）。

9.如权利要求8所述的车载数据传输系统，其特征在于，所述车载数据传输系统为智能驾驶系统、车身控制系统或者车载视屏系统。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有如前述权利要求8或9中所述的车载数据传输系统。