眾所周知，汽車中電子系統(tǒng)和軟件的數(shù)量持續(xù)增加。不僅越來越多的機械功能被電子功能所取代，而且通常由駕駛人執(zhí)行的與駕駛相關的功能也被電子系統(tǒng)所替代或支持，同時為更精細和互聯(lián)的娛樂信息系統(tǒng)提供了空間。從我們的角度來看，所有這一切得以實現(xiàn)的一個最重要的基礎設施元素是適合汽車的強大且穩(wěn)健的通信技術集合，而我們正是這一技術的源頭。我們（本書作者，后同）在寶馬汽車內部負責車內通信技術的核心部門工作。因此，我們部門的職責涵蓋了所有方面：提前預見和識別通信需求，開發(fā)和標準化適當?shù)募夹g，驗證和鑒定相應的半導體產品，編寫如何在電子控制單元（ECU）和汽車電子電氣（EE）架構中部署這些技術的需求規(guī)范，確保有可用的工具和測試規(guī)范，解決現(xiàn)場出現(xiàn)的意外錯誤等。所有主要的汽車制造商都有類似的部門，負責類似的任務。一些汽車制造商，如寶馬，早期就參與進來。其他汽車制造商可能稍晚一些。這些部門的共同之處是要對用于不同ECU之間通信的網絡技術負責，這些技術包括LIN、CAN、FlexRay（如果使用的話），以及最近的汽車以太網（尤其是100Mbit/s）。這些技術在行業(yè)中擁有廣泛的公開知識基礎，并且有各種標準化組織在維護和推進這些技術知識。對于非常特定應用的技術、不屬于網絡部分的通信鏈路（通常稱為私有通信鏈路），或者從一級供應商那里購買的封閉系統(tǒng)中的通信功能，情況并不那么直接明了。這些技術通常不是由一個統(tǒng)一的部門處理，而是分散在負責各個應用的團隊。對于這些技術，幾乎沒有（實際上也沒有公開的）技術描述和啟用規(guī)格（如EMC、信道、系統(tǒng)功能、測試等）的信息可供查閱。推動這些技術發(fā)展的行業(yè)聯(lián)盟（由具有共同利益的成員組成）也很少見。用于連接攝像頭和顯示屏的高速通信技術過去常常是這樣的特定應用技術。這些技術通常被視為私有的點對點（P2P）鏈路，每輛車上的數(shù)量有限，且采用封閉系統(tǒng)提供，使用專有（如果不是模擬）的通信技術。因此，行業(yè)內一直缺乏推動共同努力的動力，直到現(xiàn)在。我們看到有多種原因說明現(xiàn)在是時候承擔責任并在行業(yè)內擴大知識基礎了。1）車內攝像頭和顯示屏的數(shù)量正在增加，同時連接它們的通信鏈路數(shù)量也在增加。2）攝像頭和顯示屏應用的重要性和安全關鍵性正在增加。用于自動駕駛功能的攝像頭圖像的可靠性要求比用于低速停車操作的攝像頭圖像更高。數(shù)字儀表板或替代后視鏡顯示屏比顯示變化相對較慢的地圖數(shù)據(jù)的顯示屏具有更高的安全關鍵性。3）攝像頭和顯示屏鏈路的數(shù)據(jù)速率增加意味著技術挑戰(zhàn)也隨之增加，表現(xiàn)為信噪比（SNR）閾值降低和對鏈路損傷的敏感性增加。這要求更具體地了解如何使其正常工作。此外，不僅追求攝像頭和顯示屏更高的分辨率，也在討論各種傳感器更高的數(shù)據(jù)速率。4）責任正在轉移。汽車制造商開始從不同的一級供應商處購買攝像頭和顯示屏。隨著這種變化，系統(tǒng)不再封閉，通信技術的責任也從一級供應商轉移到了汽車制造商身上。5）電子電氣架構正在發(fā)生變化。汽車制造商正在探索區(qū)域架構，但到目前為止，由于缺乏合適通信技術支持的足夠數(shù)據(jù)速率，這些架構不包括攝像頭和顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸。汽車SerDes和以太網的新技術的發(fā)展為具有較少限制的架構選項提供了可能。6）汽車SerDes和汽車以太網之間的界限變得模糊。對于未來的架構，這兩種技術都支持足夠的數(shù)據(jù)速率。通過正確的IC產品設計，未來的SerDes可以集成到以太網網絡中，而以太網也可以解決攝像頭和顯示屏的應用問題。當這兩種技術由不同部門處理時，如何有效地探索這一點？7）汽車SerDes正在被標準化，這實際上為汽車行業(yè)的相關工作提供了一個官方的框架。這些都是很好的理由，解釋了為什么一些汽車制造商已經將攝像頭和顯示屏鏈路的責任轉移到了中央車載通信技術部門。以我們?yōu)槔�，早�?015年，我們就已經承擔了部分SerDes的責任。從那時起，我們進行了調查、學習、實踐、收集，并渴望與大家分享。這本書就是我們的成果。它保持了技術的專業(yè)性。我們希望這本書能支持各階段的初學者和專家，全面概述高速（HS）傳感器和顯示屏通信技術汽車SerDes和高速汽車以太網。我們堅信合理的技術推理，并希望支持所有感興趣的人得出自己的結論。這是一本全新書籍的第一版，包含了許多新的內容。沒有眾多同事的協(xié)助，我們不可能以同樣的質量完成它。他們耐心地回答了我們的所有或大或小的問題。在此，我們按字母順序感謝以下同事：Heather Babcock（TI）、Kristian Baumann（BMW）、Bert Bergner（TE）、Andreas Br�塻se（BMW）、Vijay Ceekala（TI）、Jim Conder（Socionext）、Kamal Dalmia（Aviva Links）、Mario Heid（Omnivision）、Stefan Holzknecht（BMW）、Kilian Jacob（BMW）、Ariel Lasry（Qualcomm）、Balagopal Mayampurath（ADI）、Andy McLean（ADI）、Chanakya Metha（TI）、Thorsten Meyer（Valeo）、Roland Neumann（Inova）、Takashi Nishimura（SONY）、Jochen Schyma（NXP）、Anton Sifferlinger（BMW）、Luisma Torres（KDPOF）、Dirk Waldhauser（BMW）、Rick Wietfeldt（Qualcomm）、Conrad Zerna（Aviva Links）和George Zimmerman（CME Consulting）。特別感謝Daniel Hopf（Continental）對全書進行了審閱和注釋，他的努力使本書更加連貫和精確。同時，我們也感謝寶馬公司為我們提供了機會，讓我們能夠有所作為。克爾斯滕·馬特烏斯和邁克爾·凱恩德爾2022年6月