原创 ： 从基础到实践（四十一）：车载显示屏中的 SerDes（串行器/解串器）技术全解析
从基础到实践（四十一）：车载显示屏中的 SerDes（串行器/解串器）技术全解析
车载显示屏中的SerDes（串行器/解串器）是解决高分辨率、高刷新率显示需求的核心技术，其通过将并行数据转换为高速差分信号，显著减少了传统并行接口的复杂线束和电磁干扰问题，支持4K/8K、HDR及120Hz以上刷新率的传输需求。SerDes采用车规级协议（如GMSL、FPD-Link）和抗干扰设计，确保在-40°C至125°C严苛环境下稳定运行，同时降低系统功耗和成本。随着智能座舱与自动驾驶的发展，SerDes进一步支持多屏互联、低延迟触控反馈及摄像头融合，成为车载电子架构中高速数据传输的基石，并为未来车载显示技术的升级（如AR-HUD、3D全息）奠定基础。
一、SerDes 的由来与技术背景
1. 传统车载接口的局限性
在早期车载电子系统中，显示屏（如仪表盘、中控屏）主要采用 并行接口（RGB） 或 低压差分信号（LVDS） 传输数据。然而，随着车载显示屏向高分辨率（4K/8K）、高刷新率（120Hz+）、HDR（高动态范围）发展，传统接口面临以下瓶颈：
2. SerDes 的引入与标准化
为应对上述挑战，SerDes技术通过 高速串行差分信号 实现数据压缩和长距离传输，主流协议包括：
二、传输速率计算与电气参数
1. 带宽需求计算详解
公式：
总带宽=Hactive×Vactive×frefresh×色深
案例1：某车型HUD（AR-HUD）的带宽计算
案例2：某高端车型的8K全景显示屏
2. 电气参数与链路预算
关键参数对比：
|参数|FPD-Link III|GMSL2|APIX3 |------ |差分幅度|350mVpp ±10%|400mVpp ±5%|300mVpp ±10% |共模电压|1.2V|自适应（0.5~2.5V）|1.5V |最大抖动容限|0.15 UI|0.1 UI|0.12 UI |接收灵敏度|-25dB@4Gbps|-30dB@12Gbps|-28dB@12Gbps |功耗（@max速率）|220mW|520mW|480mW
链路预算示例（GMSL2@12Gbps）：
三、原理图设计实战案例
1. 某车型中控屏SerDes接口设计
四、PCB Layout 深度优化
1. 某车型数字仪表盘Layout实例
五、EMC 防护与测试验证
1. 某车型EMC问题整改案例
六、未来趋势与行业动向
1. 光电混合SerDes
2. 功能安全集成
七、总结与设计流程
1. 设计流程
- 需求分析：根据显示屏参数计算带宽，选择协议（如GMSL2）。 1. 芯片选型：匹配车规认证（AEC-Q100）、温度范围（-40°C~125°C）。 1. 原理图设计：重点处理电源隔离、阻抗匹配、ESD防护。 1. PCB Layout：控制差分对阻抗、等长、屏蔽与散热。 1. EMC防护：屏蔽电缆、滤波设计、PCB层叠优化。 1. 测试验证：眼图测试（Teledyne LeCroy SDA示波器）、整车EMC测试。
2. 核心设计原则
关于博主
an actually real engineer
通信工程专业毕业,7年开发经验
技术栈:
精通c/c++
精通golang
熟悉常见的脚本,js,lua,python,php
熟悉电路基础,嵌入式,单片机
耕耘领域:
服务端开发
嵌入式开发
>gin接口代码CURD生成工具
sql ddl to struct and markdown,将sql表自动化生成代码内对应的结构体和markdown表格格式,节省宝贵的时间。
qt .ui文件转css文件
duilib xml 自动生成绑定控件代码
协议调试器
基于lua虚拟机的的协议调试器软件 支持的协议有:
串口
tcp客户端/服务端
udp 组播/udp节点
tcp websocket 客户端/服务端
软件界面
使用例子: 通过脚本来获得接收到的数据并写入文件和展示在界面上
下载地址和源码
webrtc easy demo
webrtc c++ native 库 demo 实现功能:
基于QT
webrtc摄像头/桌面捕获功能
opengl渲染/多播放窗格管理
janus meeting room
下载地址和源码
wifi,蓝牙 - 无线开关
实现功能:
通过wifi/蓝牙实现远程开关电器或者其他电子设备
电路原理图:
实物图:
深度学习验证工具
虚拟示波器
硬件实物图:
实现原理
基本性能
采集频率: 取决于外部adc模块和ebaz4205矿板的以太网接口速率,最高可以达到100M/8 约为12.5MPS
上位机实现功能: 采集,显示波形,存储wave文件。
参数可运行时配置
上位机:
显示缓冲区大小可调
刷新率可调节
触发显示刷新可调节
又一个modbus调试工具
最近混迹物联网企业,发现目前缺少一个简易可用的modbus调试工具,本软件旨在为开发者提供一个简单modbus测试工具。
主打一个代码简单易修改。
特点:
1. 基于QT5
2. 基于libmodbus
3. 三方库完全跨平台,linux/windows。
开源plutosdr 板卡
1. 完全开源
2. 提高固件定制服务
3. 硬件售价450 手焊产量有线
测试数据
内部DDS回环测试
接收测试
外部发送500MHZ FM波形
matlab测试
2TRX版本
大部分plutosdr应用场景都是讲plutosdr板卡作为射频收发器来使用。
实际上plutosdr板卡本身运行linux 操作系统。是具有一定脱机运算的能力。
对于一些微型频谱检测,简单射频信号收发等应用完全可以将应用层直接实现在板卡上
相较于通过网卡或者USB口传输具有更稳定,带宽更高等优点。
本开源板卡由于了SD卡启动,较原版pluto支持了自定义启动应用的功能。
提供了应用层开发SDK(编译器，buildroot文件系统)。
通过usb连接电脑,经过RNDIS驱动可以近似为通过网卡连接
(支持固件的开发定制)。
二次开发例子
```
all:
arm-linux-gnueabihf-gcc -mfloat-abi=hard --sysroot=/root/v0.32_2trx/buildroot/output/staging -std=gnu99 -g -o pluto_stream ad9361-iiostream.c -lpthread -liio -lm -Wall -Wextra -lrt
clean:
rm pluto_stream
版面分析即分析出图片内的具体文件元素,如文档标题,文档内容,文档页码等,本工具基于cnstd模型