Neue Generation LEONI Dacar® Sternvierer-Datenleitungen für Übertragungsraten bis 3 Gbit/s In den letzten Jahren ist die Zahl der Anwendungen im Fahrzeug, die hohe Datenraten erfordern, enorm gestiegen. Grob lassen sich diese in die Kategorien „Infotainment“ und im weitesten Sinn in „Assistenzsysteme“ ein teilen. Die bekanntesten Beispiele sind Kamerasysteme, USB-Anschlüsse, Smartphone-Konnektivität und Umfeld erkennung. Datenrate von 3 Gbit/s im Fahrzeug APIX2 – die neue Chipgeneration Der Wunsch vieler Fahrzeugbesitzer nach Anwendungen, die aus Exemplarisch für eine solche Entwicklung ist die Kooperation dem häuslichen Umfeld bekannt sind, erzeugt in der Automo- von LEONI und Inova Semiconductors. Der Münchner Chipher- bilindustrie die Notwendigkeit zur Übertragung immer größerer steller ist bereits seit Jahren mit seinem APIX-System („Auto- Datenmengen. So ist es im heimischen Wohnzimmer inzwischen motive PIXel link“) zur differentiellen Datenübertragung mittels fast normal, Filme in Full-HD-Auflösung mit einer Datenrate von CML („Current Mode Logic“) – oft als LVDS SerDes („Low voltage ca. 3 Gbit/s zu genießen, während diese Technik im Automobil differential signaling Serialiser/Deserialiser) bezeichnet – im erst allmählich Einzug hält. Um eine sichere Datenübertragung Automobil bekannt. Die neue Chipgeneration APIX2 eignet sich im Fahrzeug zu ermöglichen, müssen die einzelnen Komponen- beispielsweise zur Übertragung von HD-Inhalten mit 24 Bit Farb- ten zunehmend höhere Anforderungen hinsichtlich der Über- tiefe und einer Bildwiederholfrequenz von 100 Hz. Mit einer Auf- tragungseigenschaften erfüllen und dabei gleichzeitig besser lösung von 1.600 x 600 Pixeln, typisch für Displays im Fahrzeug, aufeinander abgestimmt werden. Dies erfordert eine intensive ergibt sich somit ein zu übertragendes Datenaufkommen von Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Herstellern, denn das 2,3 GBit/s. Alternativ zur Übertragung eines hochaufgelösten Zusammenspiel aller Komponenten entscheidet letztlich über Videosignals können auch zwei separate Streams mit geringerer die Robustheit des Gesamtsystems. Auflösung (z. B. 1.280 x 720 Pixel) übermittelt werden (Abb. 1). Reference clock Video 1 pRGB / LVDS Reference clock 3 Gbps pRGB / LVDS Video 1 pRGB / LVDS Video 2 Video Video 2 Audio pRGB / LVDS I2S I2S Audio Downstream Configuration Diagnostic Data Ethernet SPI,I2C MII Low latency signalling GPIO AShell AShell SPI,I2C MII GPIO INAP375T Upstream 187,5 Mbit/s Abbildung 1: Schematische Darstellung eines APIX2-Links (Quelle: Inova Semiconductors) INAP375R Configuration Diagnostic Data Ethernet Low latency signalling Das besondere an der APIX2 Technologie ist, dass neben Video für LEONI Dacar 636 und LEONI Dacar 636-2 weiter verwendet auch bis zu 8 Audiokanäle, Datenkommunikation wie I²C (Inter- werden, was den Implementierungsaufwand im Fahrzeug deut- Integrated Circuit) oder SPI (Serial Peripheral Interface) und sogar lich reduziert. Die Erweiterung der Leistung bis 3 GHz wird maß- 100 Mbit Ethernet über LEONI Dacar 636 in Echtzeit übertragen geblich durch wesentliche Prozessoptimierungen erreicht. Dazu werden können. zählen unter anderem die Einschränkung von Fertigungstoleranzen, sowie die Erhöhung der Präzision in den einzelnen Pro- Neue Generation der LVDS-Kabel duktionsschritten. Auch die Hochfrequenzeigenschaften nach Zur Übertragung solcher Datenvolumina sind Kabel notwen- typischen Alterungsprüfungen konnten gegenüber den bisheri- dig, die sich gleichermaßen in ihrer mechanischen Stabilität gen Ergebnissen erheblich verbessert werden. und ihren Hochfrequenzeigenschaften auszeichnen. Die bisher eingesetzten Standard-Sternviererkabel LEONI Dacar 535 und Beispielhaft soll dies anhand der Kabeldämpfung demonstriert LEONI Dacar 535-2 sind für Betriebsfrequenzen bis maximal werden: 1 GHz spezifiziert und damit für die hohen Anforderungen von Signalen mit Datenraten bis 3 GBit/s nur bedingt geeignet. Diese A [dB] 0 Datenraten erfordern von den eingesetzten Kabeln eine robuste –5 Übertragung bis Betriebsfrequenzen von maximal 3 GHz, das –10 Dreifache der bisherigen Bandbreite. Auf dieser Basis hat LEONI im letzten Jahr umfangreiche Untersuchungen zur Optimierung –15 der LEONI Dacar 535-Familie durchgeführt, die die benötigten –20 Kabeleigenschaften sicherstellen. –25 Das Ergebnis der Entwicklung ist eine neue Generation der LVDS-Kabel, manifestiert in zwei Leitungstypen: ■■ LEONI Dacar 636 für statische Verlegung im Fahrzeug ■■ LEONI Dacar 636-2 für dynamische Applikationen wie –30 1 10 f [MHz] 100 1.000 Neuzustand Zustand nach Alterungsprüfung Limit der Spezifikation beispielsweise Spiegel- oder Heckklappenanwendungen Abbildung 2: Typische Dämpfungskurven der neuen Kabelgeneration LEONI Dacar 636 und 636-2 Rein optisch unterscheiden sich die verbesserten Kabel kaum von ihren Vorgängern, lediglich die blaue Mantelfarbe dient zur Mit diesen optimierten HF-Eigenschaften ist die neue Generation Abgrenzung zwischen den Generationen. Als Isolationsmaterial Sternviererkabel, LEONI Dacar 636 und LEONI Dacar 636-2, für die kommt die eigenentwickelte Mischung LEOMER (9Y-131-NFD-1) Datenübertragung von Signalen bis 3 GHz gewappnet. zum Einsatz. Aufgrund der identischen Abmessungen zur LEONI Dacar 535-Familie kann die bisherige Schnittstelle auch
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