先取り！車載カメラ／ディスプレイ・インタフェースの最新動向から測定ノウハウ、ソリューションまで
杉山

敏男

アプリケーション・エンジニア

オートモーティブWEBセミナ 2DAYS
11 SEPTEMBER 2020

本日の内容• 車載カメラ、ディスプレイ概要とテクノロジー• 各種インタフェース概要• 測定ソリューション
• まとめ

11 SEPTEMBER 2020

2

車載カメラ
サイド

フロント

リア

サイド

11 SEPTEMBER 2020

ビューカメラからセンシングカメラへ

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車載ディスプレイ
電車ミラー(サイドミラー、リアビューミラー)

CID
RSE
HUD

CID: Center Information Display
HUD: Head-up Display
RSE: Rear Seat Entertainment
11 SEPTEMBER 2020

曲面/異形ディスプレイの拡大

4解像度の向上• 用途によっては非圧縮• 水平解像度が2倍上がれば容量は4倍に⇒データ広帯域化が必須
3,840

4K画面

～3Gbps

第１世代～6Gbps

第２世代

現在

1,920
1,080

Full HD画面（1080i）

1,280

720p

～12Gbps

第３世代720720

480p/i

480（483 ）～24Gbps

第4世代（NTSC画面）

11 SEPTEMBER 20205

プリエンファシス、ディエンファシス• 損失の影響が相対的に大きい周波数成分が高い遷移ビットを強調し、受信端に到来した遷移ビットと周波数が低い非遷移ビットとのレベル差を低減、送信側で施される信号改善方法
通常の信号• 損失の影響が大きくなるにつれ、2タップから3タップへ• 孤立ビットを最大振幅に• ただし損失に対し、過度の場合、ジッタが増加
01011101100011111
通常の信号、ディエンファシス、プリシュートを適用した信号

0101110110 0 0 11111

11 SEPTEMBER 2020

6

CTLE
CONTINUOUS-TIME LINEAR EQUALIZER• ローパス＋ハイパス・フィルタ◦ 周波数ドメインで設計◦ アナログ・ベース◦ 回路規模小、低消費電力• 高周波をブーストするのではなく、低周波成分の抑制に使用する場合がある◦ 特に近距離伝送

11 SEPTEMBER 2020

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DFE
DECISION FEEDBACK EQUALIZER• フォアード･フィルタとデシジョン・フィードバック回路で構成• UI間隔、あるいは分数間隔、オーバサンプリングのタイム・ドメインで設計• パターンによりイコライザ量を可変• 他のイコライザ方式の問題点であるノイズを増幅することなくシンボル間干渉をキャンセル

11 SEPTEMBER 2020

8

クロック埋め込み
EMBEDED CLOCK• クロックとデータのタイミング問題、クロックのEMI問題を解決• クロック並走• クロック埋め込み：クロック・リカバリが不可欠

11 SEPTEMBER 20209

スペクトラム拡散クロック
SPREAD SPECTRUM CLOCKING• EMI低減のために、クロック信号を変調、すなわちジッタを与えることで、周波数分布を拡散し（Spread）、EMIの特定周波数へのエネルギーの集中を下げる技術◦ 例：PCI Express、USB3.1◦ 変調周波数：30kHz～33kHz◦ 周波数偏差：0～5000ppm• 代表的な変調形状（プロファイル）◦ 三角波、あるいはLexmark（“Hershey Kiss”）、Sharkfinなど

11 SEPTEMBER 2020

三角波
プロファイル

Hershey Kiss
プロファイル10重畳
１本の信号線に複数、かつ双方向の信号を混在させて伝送• CoaXPressの例◦ マシンビジョン用のJIIA（Japan Industrial Imaging Association）策定規格◦ 映像データ：高解像度データ⇒高周波（アップストリーム）▪ 1.25～6.25Gbps◦ 制御信号：低容量のデータ⇒低周波（ダウンストリーム）▪ 20.83Mbps◦ 電源：DC （ダウンストリーム） 24V13W/ケーブル• 狙い◦ ケーブル・コスト低減◦ ケーブルの重量抑制
電源

11 SEPTEMBER 202011

デイジーチェーン
複数の機器を数珠つなぎで接続• ケーブル長が最短になり、ケーブルの重さを軽減できる• 燃費向上につながる
ソース機器

シンクA

シンクB
シンクA、B、C
シンクC

シンクB、C

シンクC
11 SEPTEMBER 202012

物理層の変化11 SEPTEMBER 202013

本日の内容• 車載カメラ、ディスプレイ概要とテクノロジー• 各種インタフェース概要• 測定ソリューション
• まとめ11 SEPTEMBER 202014

第１世代、第２世代の状況
LVDS系• 第1世代デバイスベンダー独自規格◦ ～3Gbps◦ 重畳
APIX

Clockless Link

FPD-Link

GMSL

GVIF

LVDS

• 第２世代◦ ～6Gbps◦ 重畳◦ デイジーチェーン

その他にも独自規格があります

11 SEPTEMBER 2020

15

カメラ

MIPI D-PHY/C-PHY

ECU

ECU

デバイスベンダー独自規格

ディスプレイeDP
SoC – T-CON

11 SEPTEMBER 202016

第3世代の動き～12G
デバイスベンダー独自規格

規格団体策定規格

FPD-Link
A-PHY

JASPAR

ASA

GMSL

GVIF

VESA
VTG

Multi-Gigabit
Ethernet

その他にも独自規格があります
11 SEPTEMBER 202017

本日の内容• 車載カメラ、ディスプレイ概要とテクノロジー• 各種インタフェース概要• 測定ソリューション
• まとめ

11 SEPTEMBER 2020

18どのように測定すればいいのか？
デバイスメーカー独自規格• 測定基準となるドキュメントが策定されているか？
◦ ロゴ認証プログラム(Compliance Test Specification)がない◦ 適合性試験(Conformance Test Specification)がない• と言うことは◦ クロック・リカバリ情報が一般に公開されていない◦ テスト・ポイント情報が一般に公開されていない◦ マスク情報が一般に公開されていない

11 SEPTEMBER 202019

テクトロニクスが問題を解決
エンド・ユーザ様の悩み

デバイス・メーカー様の悩み１
情報開示要求測定情報開示２

うまく測定できない

デバイス・メーカー様とNDAを締結測定に必要な情報を公開
自動測定ツールの開発
エンド・ユーザ様は、ワン・クリックで測定完了
11 SEPTEMBER 2020３

原因の切り分けに時間がかかる

さまざまな要因

オシロの設定ミス？
デバイスの設定ミス？
接続のミス？
設計不良？

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測定方法
• 基盤に半田付け◦ プローブの負荷容量◦ 半田付けの位置◦ リード線の長さ• SMAコネクタ等から直接オシロスコープへ

11 SEPTEMBER 2020

21

基本構成
導入実績：自動車メーカー様、自動車関連メーカー様、デバイス・メーカー様• オシロスコープ◦ 23GHz（12Gbpsの場合）◦ 12.5GHz (5Gbpsの場合)◦ 8GHz(3Gbpsの場合）◦ 周波数帯域のアップグレードが可能• ソフトウェア◦ DPOJET◦ SDLA◦ TekExpress/AEウェア• プローブ◦ P7700シリーズ(帯域アップグレードが可能)
11 SEPTEMBER 2020

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DPOJETによる解析機能
ディー・ピー・オー・ジェット• DPOJETジッタ＆アイ・ダイアグラム解析アプリケーションによる各種検証・評価とデバッグ◦ アイ・ダイアグラムとジッタ・タイムトレンド・グラフ、ジッタ・スペクトラムなどの同時表
示による解析
◦ Pass/Fail自動判定と詳細／統計解析◦ 99項目の測定項目の登録と独立に設定可能な測定条件（PLLやフィルタ設定など）◦ 有界非相関ジッタ（Bounded Uncorrelated Jitter）の測定

マスク･テスト
エラー箇所の波形解析も可能

ジッタ･ヒストグラム
ジッタ･スペクトラム
ジッタ周波数成分の詳細解析

11 SEPTEMBER 2020

マスク･テスト
エラー箇所の波形解析も可能

Pass/Fail自動判
定と詳細／統計解析
23ジッタの分類名称

ランダム・ジッタ （Random Jitter）

要因

代表的な確率密度関数
（PDF）

熱雑音など

デターミニスティック・ジッタ （Deterministic Jitter）
ピリオディック・ジッタ：Pj（Periodic Jitter）

電源、CPUクロック、オシレータなどが原因

デューティ・サイクル歪みジッ
タ：DCDj Duty Cycle Distortion）

オフセット・エラー、ターンオン時間の歪が原因

パルス幅歪みジッタ：PWDj（Pulse Width Distortion）

パターン依存性ジッタ：PDj（Pattern Dependent）
データ依存性ジッタ：DDj（Data Dependent)

隣接するデータ・ビットの変化が原因
で発生、伝送帯域特性など伝送路の影
響シンボル間干渉：ISI（Inter Symbol Interference）
11 SEPTEMBER 202024

ジッタ・ソースの識別◦ 電源のスイッチング周波数とその高調波◦ CPUクロック、オシレータ

ジッタ振幅• 周期性ジッタが大きい場合にはSpectrumプロットによりジッタ周波数成分からジッタ・ソースを突き止める
ジッタ周波数• ジッタが過多な場合、Time Trendプロットによりジッタの時間的変動を確認

11 SEPTEMBER 2020

時間

ジッタ振幅

◦ 単発的な過度なジッタの確認◦ 同時にVcc波形などと相関をとって確認する

25

SDLAビジュアライザ
シリアル・データ・リンク解析ソフトウェア• １本のソフトウェアでチャンネル・エンベッド、ディエンベッド、イコライゼーション（Tx、Rx）までサポート• 信号線路の任意の箇所の波形を表示• フル4ポートSパラメータ・モデル・サポート• 反射除去• Sパラメータに加え、Tモデル（無損失）、RLCモデルの使用• モデル検証のためのプロット・ツール• DPOJETとシームレスに動作可能

11 SEPTEMBER 202026

反射の影響• MIPI LP動作時は無終端

プローブ・ポイントでの波形 (実測)

• Rx端にプロービングできないケースも多い• 結果、測定波形に反射波が重畳Rxでの反射除去
された波形(シミュレーション)

ΔT
Vref

Vin

11 SEPTEMBER 202027

重畳波形を分離してEye Diagram評価

I2Cを除去CDR＋EQ

11 SEPTEMBER 202028

TekExpress
コンプライアンス・テスト自動測定フレームワーク• コンフォーマンス・テスト仕様書/コンプライアンス・テスト仕様書に準拠• A-PHY, ASA, Multi-gigabit Ethernet対応予定

11 SEPTEMBER 202029

AEウェアフリーソフトウェア

デバイス・ベンダー様の検証済み• ワン・クリックソリューション
◦ Eye Diagram、Jitter、Rise/Fall Timeなど• 対応アプリケーション◦ Clockless Link、FPD-LinkIII、GMSL、GVIF、LVDS、V-by-One HS、Aurora• DPOJETと連動• シームレスにデバック、解析

11 SEPTEMBER 202030

Auroraリアルタイムデバックの需要拡大• IEEE-ISTO◦ The Nexus 5001 Forum Standard for a Global Embedded Processor Debug Interface• 6.25Gbpsサポート• 開発段階におけるSWのデバッグ/トレースをリアルタイムに高速で行う• 高速シリアル通信が軽めのリンクプロトコルで出来る

世界初6.25Gbps対応PHY
解析ソフトウェア

11 SEPTEMBER 202031

P7700シリーズTriModeプローブ
差動、シングルエンド、コモン測定に対応• プローブ・チップの先端にバッファ・アンプを搭載◦ 信号損失、負荷容量、ノイズが最小限• TekFlexアクセサリ・コネクタ搭載◦ クリップ式の簡単な装着により、確実な接続が可能• 業界最高の低負荷（ローディング）性能◦ LPDDRやMIPIの低電力、ハイインピーダンス動作にも対応• 業界初！フローブとチップ両方のSパラメータ補正が可能◦ ディエンベッドによるプローブ特性の歪みを排除• 周波数帯域のアップグレード

11 SEPTEMBER 202032

パワーレールプローブ
電源品質測定に特化したプローブの登場• 高いDC入力インピーダンスを持つ広帯域プローブ◦ 電源ラインに含まれる微小なノイズ及びリップルを広帯域で測定可能◦ 周波数帯域は数GHz◦ 測定対象に合わせてDCオフセットを指定する必要あり• ダイナミックレンジは指定したオフセット電圧を中心に±1V程度▪ 電源電圧が不明の場合には使用できない• 高い周波数(>100kHz)では入力インピーダンスは50Ω
◦ DCに対する入力インピーダンスは50kΩ

11 SEPTEMBER 202033

パッシブ・プローブとの比較
同じ10MV/DIV、1GHZ帯域での比較

TPR4000(1GHz帯域)

TPP1000(1GHz帯域)

11 SEPTEMBER 202034

電源リップル測定用プローブ比較
パッシブ
プローブ
TPP1000

2:1プローブ
TPP5002

パワーレール
プローブ
TPR1000/4000

周波数帯域

1GHz

500MHz1GHz / 4GHz

減衰比

10:1

2:1

1.25:1DC
入力インピーダンス

10MΩ

2MΩ

50kΩ

AC
入力インピーダンス

300kΩ @ 100kHz
30kΩ ＠ 1MHz

100kΩ @ 100kHz
10kΩ @ 1MHz

50Ω @ 100kHz
50Ω @ 1MHz

オフセット範囲

オシロに依存オシロに依存±60V

温度範囲-15℃〜+65℃-15℃〜+65℃-40～+155℃(耐温度ケーブル)

11 SEPTEMBER 202035

パワーレールプローブのプロービング
様々な接続形態を用意
Jobs & Pain
PointsJob to be done
Debug – Fast connection

Option1.3m Cable

1.3m Cable

Pain Point
Reliable/Reusable Fast
Measurements

Jobs & Pain
PointsJob to be done
Access buried signals

TPR1000
TPR4000

Pain Point
Reachability, Buried
Signals (Design Test
Points in Boards)

Solution

BW Needs

Easy To Use,
Reliable Browser

Up to 1 GHz(w/ Spare Pin)

Solution

BW Needs
Up to 1 GHz(Square Pin)

Various Connector
Options To Match
Pre- Designed
Test Points

Up to 2 GHz(U.FL)Up to 4 GHz(MMCX, SMA)

1.3m Cable

Jobs & Pain
PointsJob to be done
Extended tests (+hrs)

Option11 SEPTEMBER 2020

2m Cable
Rated: -50°C to 155°C

Pain Point
Reliable/Repeatablesemi-permanent testing

Solution

BW Needs

Reliable Soldering
Options With Easy
AccessUp to 4 GHz36本日の内容• 車載カメラ、ディスプレイ概要とテクノロジー• 各種インタフェース概要• 測定ソリューション
• まとめ

11 SEPTEMBER 2020

37

まとめ
• 最新車載インタフェース規格に対応した自動測定ツールが準備されていることをお伝え致しました。
• テクトロニクスでは、企画団体、デバイス・ベンダーと密になり測定ソリューションを開発、提供させて頂いていることをお伝え致しました。
• デバック、解析にはDPOJET、SDLAが有用であることをお伝え致しました。
• テクトロニクスでは、設備投資を最小限に抑えられるソリューションを提案させて頂いていることをお伝え致しました。
◦ オシロスコープの帯域アップ◦ プローブの帯域アップ

11 SEPTEMBER 202038

計測課題のご相談、デモ、実機評価のご案内
本日はご聴講ありがとうございました。
本日の内容に関して、以下のメニューを用意しています。
✓計測課題のご相談✓デモ✓実機評価 (お客様の被測定物での計測にも対応可能）◦ オンライン会議形式、面談形式いずれも可能です。
◦ お申し込みはアンケートにご記入ください。
◦ 後日Email、電話でも承ります。
Eメールでのお申込み
ccc.jp@tektronix.com
電話でのお申込み (月曜日～金曜日）
0120-441-046
11 SEPTEMBER 202039

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18 JUNE 201940