从私有到开放，OpenGMSL联盟打造汽车SerDes传输全球标准

近日，多家领先的汽车原始设备制造商(OEM)、一级供应商、半导体制造商和生态系统合作伙伴共同宣布成立OpenGMSL联盟，旨在汇聚行业力量，将视频和/或高速数据的SerDes传输打造成为全球汽车生态系统的开放标准，共同助推自动驾驶、高级驾驶辅助系统(ADAS)、信息娱乐及其他应用(控制照明、车灯、车内摄像头)的创新。

OpenGMSL标准基于ADI公司千兆多媒体串行链路技术GMSL™，是汽车行业最成熟且经过路测验证的高速视频链路技术之一。截至目前，GMSL IC的出货量已超过10亿颗，获得全球超过25家OEM车厂和50家一级供应商的采用。随着OpenGMSL联盟的成立，OEM和供应商将能够利用高效协同的解决方案，加快产品上市速度，降低运营成本。

什么是GMSL？

GMSL是一种用于高速视频连接的技术，主要用于汽车领域的ADAS和车载信息娱乐系统。通过运用加串/解串技术，能将高速大带宽视频信号经同轴电缆或双绞线，高效稳定传输至远端设备，具备远距离、高速率、高带宽优势，传输速率可达3Gbps/6Gbps/12Gbps。

ADI副总裁兼汽车视频数据解决方案(AVDS)总经理Balagopal Mayampurath将GMSL的优势归纳为两点：一是物理层非常稳健，传输视频信号时误码率极低，不但支持汽车行业目前所需的所有分辨率，而且延迟非常低。二是它大大减少了视频控制和数据传输所需的布线基础设施，包括视频、电源、控制在内的所有信息，都可以通过一根线缆传输。

考虑到安全性对于车载视频连接技术至关重要，GMSL技术能够满足ASIL-B车规级要求，并且具备实时链路诊断功能，满足了OEM对电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)的要求。可扩展性方面，GMSL提供了管脚兼容的选择，意味着芯片相互兼容，OEM可在相同的芯片尺寸和相同的硬件上升级分辨率。

ADI副总裁兼汽车视频数据解决方案(AVDS)总经理Balagopal Mayampurath

下图展示了OpenGMSL规范所包含的具体内容。可以看到，左侧的加串器和右侧的解串器通过电缆实现了连接，红色虚线框中的电路部分就是OpenGMSL规范所涵盖的内容，包括物理层，这是电路中将外部传入数据转换为GMSL数据流，并将其发送到链路上的部分；数据链路层，是电路中使用或生成GMSL格式的部分；协议适配层，则是用于将传入的数据转换为GMSL格式。 

如果查看链路的另一端，会看到相同，但顺序相反的模块。也就是以GMSL数据形式传输的视频，通过通道被物理层接收，然后再从GMSL格式转换回特定应用的格式(例如MIPI CSI或DisplayPort)，最后传输到外部SoC或者显示器。

需要强调的是，OpenGMSL不包含特定应用功能(灰色显示部分)，包括与图像传感器的接口。例如，从图像传感器传入的MIPI数据，而特定应用功能可能是MIPI接收器。在另一端，情况类似，可能是MIPI数据输出到具有MIPI接收器的SoC，或者是DisplayPort数据输入和数据输出。

这些特性对当前的汽车系统而言十分关键。例如，ADAS视觉系统非常依赖高质量的视频数据来做出关键的实时决策，从而提升驾驶安全性并减少事故发生。同时，触摸屏信息娱乐系统需要高速、低延迟的连接，才能提供流畅的沉浸式用户体验。如果缺乏相关技术支持，新车型的开发成本、方案集成复杂度都将大幅增加，最终延缓了安全性能的提升。

从私有标准走向开放

根据Balagopal的介绍，OpenGMSL联盟是一个非营利性实体，拥有独立的董事会，并鼓励全球各方的广泛参与。采用OpenGMSL标准开发的产品需要进行强制性合规测试，以确保不同供应商的产品能够无缝互操作。

GMSL技术最早由ADI在2004年推出，2018年ADI推出第二代GMSL(GMSL2)，采用NRZ(不归零)编码，正向数据速率提升至6Gbps，反向信道支持187.5Mbps或1.5Gbps数据速率。2021年第三代GMSL(GMSL3)问世，它采用PAM4编码方案，使链路能够以12 Gbps固定数据速率运行，反向通道则运行于187.5Mbps。

在谈及“为何选择此时将GMSL从私有协议变为开放标准”问题时，Balagopal回应称，主要是“为了更好的顺应市场需求”。尤其是在疫情之后，由于汽车芯片面临供需失衡和供应短缺的问题，几乎所有的汽车OEM客户都非常担心供应链的弹性，这是其中一个主要的触发因素。

“纵观当时的市场，很明显有一些正在发展的标准，但它们还没有经过路测验证，而GMSL是一种经过路测验证且成熟的技术。基于此，ADI把它开放出来，赋能更多的车厂、一级供应商以及半导体生态伙伴和测试设备的供应商，大家一起来做应用和未来的技术迭代和创新。”Balagopal说。

对于整个生态系统来说，在调试或使用这些产品时，采用一种已经在市场上存在一段时间，并且在一级供应商、OEM以及测试和制造公司中都有相关专业知识和技术积累的技术，会更容易，也更加得心应手。

“我们期望OpenGMSL能够帮助汽车OEM和供应商更轻松地管理成本，提升供应链弹性，加快产品上市速度，同时支持自动驾驶、高级驾驶辅助系统和沉浸式信息娱乐等功能的实现。”Balagopal说，OpenGMSL联盟欢迎半导体芯片领域的友商、传感器公司、SoC供应商加入，共同推动技术进步，使其更适合软件定义汽车应用。

OpenGMSL的下一步

OpenGMSL联盟(OGA)的路线图将由OGA成员决定，ADI在其中拥有一个董事席位，也是该联盟的关键技术方之一。考虑到生态系统中的每个成员的需求重点不尽相同，例如，OEM可能最关心技术是否能够满足连接性需求，而一级供应商可能更关注第二来源和成本。为此，OpenGMSL联盟在内部设立了不同的工作组来推进相关工作，感兴趣的成员可以加入相应的工作组并贡献力量。

推动现有GMSL技术的发展、开发下一代GMSL技术、以及满足相关的EMI/EMC/线缆要求，会是OGA未来的主要发展方向。而当下，考虑到合规性测试和认证在任何标准中都是极为重要的部分，因此OpenGMSL将合规性测试作为联盟的首批重要举措之一。也就是说，一旦在全球范围内具备了合规性测试能力，芯片供应商就可以制造芯片，再将其带到合规性测试中心，并与非合规设备进行对比验证，以确认其是否符合标准。

同时，OpenGMSL也会密切关注自动驾驶技术的最新演进趋势，并将其作为OpenGMSL标准的一部分，由整个生态系统参与者共同合作，推动最优技术的创新与发展。

例如，在汽车现在的分区控制架构(zonal architecture)中，大多数区域汇聚的是低速数据，而视频数据仍然主要直接传输到中央计算单元。如果未来汽车的电子电气架构发生变化，视频数据开始在各个区域进行聚合，那么OpenGMSL技术就需要随之演进，以支持这种新的应用模式。

在谈及与其它现有开放标准(如MIPI A-PHY、ASA、HSMT)相比，OpenGMSL的主要差异化竞争优势是什么时？Balagopal表示，“OpenGMSL是一种经过路测验证且稳健的技术，而其他标准相对处于发展和采用的早期阶段。这正是我们能够为那些正在考虑其他技术的潜在成员提供的最大差异化优势。”

因此，在拿出现有的两代已经量产的GMSL技术之后，ADI将不再单独进行自己的GMSL技术演进。未来推出的产品，也会与OpenGMSL演进之后的标准规范完全兼容。

尽管此举会给ADI带来更多竞争对手，并在一定程度上稀释ADI原有的市场份额，但Balagopal认为，在一个快速增长的市场中，最大的机会其实是整个行业能够团结起来，共同推动OpenGMSL来满足整个新兴的软件定义汽车市场的需求。从这个角度来说，开放，最终产生的收益或者是效果是更长远的，“机会远远大于竞争”。

“SerDes技术在边缘连接方面具有非常强大的吸引力，围绕OpenGMSL聚集起来的生态系统也非常强大。我们相信，GMSL以及OpenGMSL在推动这一倡议方面处于非常有利的位置，并将在未来几年继续推动其发展。”Balagopal说。