友思特方案
聚焦智能座舱可靠性：车载SerDes显示屏域控注入测试项目实践
前言导读
在智能网联汽车快速发展的今天，车载显示屏已成为人机交互的核心接口。作为连接显示屏与域控制器的关键技术，SerDes（加串器/解串器）的性能直接关系到整个智能座舱系统的可靠性和安全性。本文将通过友思特模块化SerDes视频流采集和注入板卡proFRAME，结合实际项目经验，分享车载显示屏注入测试相关内容。
车机屏注入项目背景
当前，智能座舱已从传统的“一芯一屏”升级为“一芯多屏”架构，车内显示屏数量显著增加，涵盖中控屏、仪表屏、娱乐屏、后座投影屏、HUD、CMS等多种类型。不同显示屏对SerDes加解串芯片的要求各异，目前市场占有比重较大的SerDes协议如GMSL（美信）、FPD-Link（TI）等均属于私有标准，不同协议之间不兼容，同种协议不同版本之间也不完全兼容。
在这种背景下，面临以下技术挑战：
● 信号传输完整性和可靠性：车载视频流传输涉及高带宽、高可靠性以及系统复杂度等考量，需要对车机屏进行大量测试。
● 协议碎片化：GMSL、FPD-Link等不同私有标准和芯片形成“强绑定”生态，对于不同类型不同协议的车机屏测试需要频繁更换测试设备型号类型，涉及成本和兼容性问题。
● 交互功能体验测试：除了视频流的传输，还需要验证触摸、ECU信号传输和响应，以满足多功能显示屏的测试需求。
友思特proFRAME板卡车机屏测试方案
针对上述挑战，我们基于友思特proFRAME板卡搭建了一整套测试系统方案。proFRAME板卡通过模块化的设计，支持GMSL、FPD-Link、GVIF、ASA-ML、CSI-2等常见的车载视频流SerDes加解串协议，在汽车、智驾领域可用于验证ADAS系统和相关的功能测试。
测试系统架构如下：
● Display：测试对象，车机触摸显示屏，包含解串芯片，触摸信号以i2c协议进行传输。
● PC：主机系统，通过PCIe插槽连接proFRAME板卡，包含测试工具以及完成数据记录存储功能，可下发控制信号和测试图像。
● ECU：座舱域控制器，包含加串芯片，生成测试图像和控制信号。
● proFRAME：分别基板和相机适配板，相机适配板包含加串芯片和解串芯片，起旁通和透传车机屏和域控之间通信的作用。
proFRAME板卡集车载视频流传输的采集、注入、旁通需求于一体，只需切换板卡的固件即可切换不同的模式，一卡兼容这三种应用需求。
除了传输视频数据，还可以通过双向控制通道进行i2c通信，且注入视频流带有ns级别高精度时间戳，使得proFRAME板卡非常适合多种车载视频流相关的测试场景。
项目测试实施细节
1.车机屏显示验证与校准
通过proFRAME板卡，将测试图像从主机系统传输至车载显示屏/被测设备DuT（Device under Test）。
● 刷新proFRAME板卡的固件为Replay模式，使板卡可以往车机屏注入视频流。
● 通过ini文件配置proFRAME板卡的加串器，以及通过i2c总线配置车机屏的解串器，建立稳定的通信链路和视频传输链路。
i2c在GMSL2链路中扮演着不可或缺的角色，负责在主机（proFRAME）和远端设备（DUT）的SerDes芯片之间建立双向控制通道。在调试GMSL2链路问题时，i2c是最直接的突破口。
● 使用proFRAME上位机/命令行方式加载主机系统测试视频图像，添加sxpf_image_header，通过SerDes链路注入到车机屏。
这一过程中,时序参数配置尤为关键,包括：
ilg（image line gap，行间隔）：定义上一行图像数据传输完成到下一行开始之间的精确时间间隔。
ifg（image frame gap，帧间隔）：定义上一帧图像数据传输完成到下一帧开始之间的精确时间间隔。
这些参数直接控制了数据在GMSL2链路上的“微观时序”，若设置不当，会导致回放帧率异常波动甚至链路失败。
2.触摸显示屏的自动化性能测试
通过i2c总线获取触摸事件并将其传输至主机系统/验证系统。
● 触摸显示屏的触摸信号以i2c协议进行传输。
● 使用sxpfi2c工具通过SerDes链路的反向控制通道获取触摸显示屏的i2c信息。这种方法无需额外的物理连接，即可非侵入式地捕获触摸数据。
● 解析i2c信息以获取触摸事件类型和触摸坐标信息。通过自动化脚本实现触摸响应时间的精确测量，以及多点触控准确性的验证。
3.测试和数据传输记录
proFRAME板卡插入到车机屏和域控ECU之间的传输链路，记录测试过程中传输的视频流和触摸事件，以全面评估系统性能。
● 刷新proFRAME板卡的固件为TAP模式，使得板卡可以在车机屏和域控的传输链路中起透传和旁通的作用。
● 通过ini文件配置proFRAME板卡的加串器和解串器为Bypass模式，使得域控ECU可以透过proFRAME板卡对车机屏进行SerDes的初始化配置。
● 使用sxpfrec工具通过旁通链路获取整个测试过程中传输的视频流和触摸事件数据，并传输至主机系统进行存储和可视化分析处理。这一过程完全不影响域控ECU与车机屏的正常数据传输和显示，实现了非侵入式测试。
项目测试记录和成果
测试车机屏实物
视频图像实时注入测试
项目成果
1. 测试效率提升
● 快速故障定位：通过proFRAME的TAP模式和sxpfi2c, sxpfrec工具定位SerDes链路的故障。
● 测试周期缩短：无需开发特定驱动，通过修改ini文件快速适配不同加串器和解串器。
● 自动化测试覆盖率提升：通过proFRAME提供cpp/c/labview/python例程和API快速集成实现自动化测试。
2. 数据注入质量改善
● 数据精准注入：通过sxpf_image_header数据头中ts_start, ts_end, ilg, ifg等参数保证实时图像数据的精准回放。
● 低延迟：基于DMA的方式通过PCIe总线直接传输图像数据，实现微秒级延迟。
3. 成本优化
● 车机屏故障和功能验证：通过proFRAME的Replay模式和TAP模式，实现车机屏的故障检测测试和功能验证，避免量产后发现问题的召回风险。
● 测试成本降低：当客户测试终端的加串芯片和解串芯片更换时，只需更换相机适配器camAD模组即可快速兼容，底层软固件不需要修改，且提供示例程序和API便于快速集成自动化测试脚本，减少人工成本和测试开发成本约70%。
友思特 方案产品套装介绍
