🚗 11个摄像头需要多少带宽?
——自动驾驶视频系统带宽计算(硬件工程师版)
这篇文章我会从 摄像头 → SerDes → SoC → DDR → ISP → 显示 整条链路计算带宽,这才是汽车域控设计时真正需要算的。
一、为什么要算摄像头带宽
很多硬件工程师第一次做摄像头系统时,只会看一个参数:
MIPI CSI lane数量
但实际上需要算 5个带宽:
1️⃣ 摄像头原始数据带宽”
2️⃣ SerDes带宽
3️⃣ MIPI CSI带宽
4️⃣ ISP处理带宽
5️⃣ DDR带宽
任何一个不够都会出问题:
所以在系统设计阶段必须算清楚。
二、摄像头数据带宽计算
摄像头 RAW 数据公式:
Bandwidth = Width × Height × FPS × BitDepth
考虑协议开销:
Bandwidth = Width × Height × FPS × BitDepth × 1.2
三、常见摄像头带宽
这里可以看到:
8MP摄像头已经是6Gbps级别。
四、L2自动驾驶摄像头数量
典型 L2 架构:
前视长焦 ×1
前视广角 ×1
环视摄像头 ×4
侧视摄像头 ×2
后视摄像头 ×1
DMS ×1
OMS ×1
总数:
11 cameras
五、11摄像头带宽计算
假设:
8MP
30fps
RAW10
单路:
3840 × 2160 × 30 × 10
≈ 2.5Gbps
考虑 blanking:
≈ 6Gbps
总带宽:
11 × 6Gbps
结果:
≈ 66Gbps
这个数字很多人第一次看到会吓一跳。
六、SerDes带宽规划
摄像头通常通过 SerDes 接入 SoC。
结构:
Camera
│
Serializer
│
Coax
│
Deserializer
│
MIPI CSI
│
SoC
常见 SerDes 带宽
如果摄像头:
8MP 30fps
需要:
≥6Gbps
所以很多 ADAS 方案用:
GMSL3
七、MIPI CSI带宽
进入 SoC 后是:
MIPI CSI
假设:
16 lane CSI
每 lane:
2.5Gbps
总带宽:
40Gbps
所以:
11 cameras
必须通过:
多个CSI接口
八、ISP处理带宽
ISP会对 RAW 数据进行处理:
ISP内部处理带宽通常是:
输入带宽 × 2~3
如果输入:
66Gbps
ISP处理:
≈ 150Gbps
九、DDR带宽
摄像头数据会写入 DDR。
DDR带宽公式:
DDR BW = BusWidth × DataRate × 2
例如:
LPDDR5:
64bit
6400MT/s
带宽:
≈ 51GB/s
换算:
≈ 400Gbps
所以 DDR 可以承受。
十、显示带宽
显示带宽计算:
Resolution × FPS × BitDepth
例如:
4K
60fps
RGB888
带宽:
≈ 12Gbps
通常使用:
MIPI DSI
十一、完整视频链路
整个视频系统:
Camera
│
SerDes
│
Deserializer
│
MIPI CSI
│
SoC ISP
│
DDR
│
GPU
│
MIPI DSI
│
Display
十二、未来趋势
车载视频链路未来有三个方向:
1 A-PHY
标准化 SerDes
优势:
2 Automotive Ethernet
摄像头直接:
Ethernet
3 Sensor Fusion
多摄像头 + 雷达 + 激光雷达。
总结
如果是:
11 cameras
8MP
30fps
系统带宽大约:
66Gbps
设计必须考虑:
否则系统必然瓶颈。