자동차 카메라 모듈에 최적!
SerDes IC 「BU18xMxx-C」 및 카메라용 PMIC 「BD86852MUF-C」 개발
고도화하는 ADAS의 저소비전력화, Low EMI화에 기여하는 솔루션 제공

2021년 6월 1일

<개요>

자동차 카메라 모듈에 최적인 SerDes IC, 카메라용 PMIC

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 ADAS (첨단 운전 지원 시스템)의 자동차 카메라 모듈에 최적인 SerDes IC※1 「BU18xMxx-C」 및 카메라용 PMIC※2BD86852MUF-C」를 개발하였습니다. 모듈의 소형화 및 저소비전력화에 대한 과제 해결뿐만 아니라, 방출되는 전자 노이즈가 적어 (Low EMI), 개발 공수 삭감에도 기여합니다.
영상의 전송을 담당하는 SerDes IC 「BU18xMxx-C」는 해상도에 따라 전송 속도를 최적화할 수 있으므로, 일반품 대비 27%의 저소비전력화가 가능합니다. 또한, 전송 속도 최적화의 응용과 스펙트럼 확산 기능※3으로 EMI 피크치를 20dB 정도 저감하였습니다. 그리고 영상의 프리징 상태를 검출하는 고착 검출 기능을 탑재하여, ADAS 시스템 전체의 신뢰성 향상도 실현할 수 있습니다.
카메라용 PMIC (파워 매니지먼트 IC) 「BD86852MUF-C」는 주요 메이커의 각 CMOS 이미지 센서에 최적인 전원 계통을 관리할 수 있습니다. IC 단품으로 전압 설정 및 시퀀스 제어가 가능하므로 실장 면적을 약 41% 삭감할 수 있어, 자동차 카메라 모듈의 소형화에 기여합니다. 또한, 카메라용 PMIC에 대한 열 집중을 분산시키는 회로 구성이 가능합니다. 이에 따라 발열이 억제되고 78.6%의 높은 변환 효율을 실현하여 저소비전력화에 기여합니다.
SerDes IC 「BU18xMxx-C」는 2021년 2월부터 샘플 (샘플 가격 1,000엔~ / 개, 세금 불포함) 출하를 개시하였으며, 2021년 6월부터 월 20만개의 생산 체제로 양산을 개시할 예정입니다. 카메라용 PMIC 「BD86852MUF-C」는 2021년 1월부터 월 50만개의 생산 체제로 양산 (샘플 가격 500엔 / 개, 세금 불포함)을 개시하였습니다.
앞으로도 로옴은 저소비전력화 및 시스템의 고신뢰화에 기여하는 제품을 개발하여, 자동차의 진화에 기여해 나갈 것입니다.

<배경>

ADAS는 LiDAR 및 Sonar, 카메라 등 센싱 방법 및 센싱 거리가 다른 디바이스를 조합함으로써, 시스템을 구축합니다. 그 중에서도 자동차 카메라는 주차 지원 시스템 등, 근접 시의 사각지대를 보완할 때 중요한 역할을 담당하고 있으며, 최신 자동차의 경우 1대당 10개 정도가 탑재되어 있습니다. 또한, ADAS의 고도화에 따라 이러한 탑재수는 더욱 증가하고 있으며, 각 카메라의 성능 향상도 요구되고 있습니다. 한편, 탑재수의 증가에 비해, 배터리에서 공급 가능한 전력량 및 카메라를 탑재하기 위한 스페이스에는 한계가 있으므로, 자동차 카메라 모듈에서는 기판의 소형화 및 저소비전력화에 대한 요구가 높아지고 있습니다.
로옴은 SerDes IC와 카메라용 PMIC의 신제품을 조합함으로써, 이러한 과제를 해결했습니다. 또한, 두 제품 모두 스펙트럼 확산 기능 등을 통해 Low EMI를 실현하여, 자동차 어플리케이션 설계 시의 EMI 대책에 대한 공수 삭감에도 기여합니다.

<특징>

자동차 카메라 모듈에 최적인 SerDes IC 「BU18xMxx-C」 및 카메라용 PMIC 「BD86852MUF-C」는 모두 자동차기기 신뢰성 규격 AEC-Q100에 대응하여, 자동차 어플리케이션에 필요한 신뢰성을 확보하였습니다. 또한, 카메라용 PMIC는 현재 매우 까다로운 ISO 26262※4의 프로세스 인증에 대응하는 신제품을 개발중이며, 2021년에 동일 규격의 안전도 수준 「ASIL-B」에 대응 가능한 제품의 샘플 출하를 예정하고 있습니다.

■ SerDes IC「BU18xMxx-C」 특징

1. 자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여하는 전송 속도 최적화

자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여하는 전송 속도 최적화

일반적인 SerDes IC는 대역에 따라 고정 전송 속도를 설정하는데, 이러한 방식은 세밀한 전송 속도 설정이 불가능하기 때문에, 소비전력의 손실이 발생하게 됩니다. 반면에, 「BU18xMxx-C」는 해상도에 따라 전송 속도를 최적화하는 기능을 탑재하여 일반품보다 세밀한 전송 속도 설정이 가능하므로, 고효율 동작을 실현하여 자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여합니다. 이에 따라, 4개의 카메라 모듈을 사용하는 어플리케이션에 본 제품을 탑재하는 경우, 일반품 대비 약 27%의 저소비전력화가 가능해집니다.

2. 전송 속도 최적화의 응용과 스펙트럼 확산 기능을 통해, EMI 대책의 공수 삭감에 기여

전송 속도 최적화를 응용하여 각 경로의 전송 속도를 조금씩 조정함으로써 EMI 피크를 분산시켜, 10dB 정도 EMI를 저감합니다 (하기 그림 ①). 또한, Serializer와 Deserializer에 각각 스펙트럼 확산 기능을 탑재함으로써, 추가로 10dB 정도의 EMI 저감이 가능합니다 (하기 그림 ②). 이에 따라 자동차 어플리케이션 설계 시 큰 부하가 되는 EMI 대책의 공수 삭감에 기여합니다.

전송 속도 최적화의 응용과 스펙트럼 확산 기능으로, EMI 대책의 공수 삭감에 기여

3. 신뢰성 향상에 기여하는 고착 검출 기능

신뢰성 향상에 기여하는 고착 검출 기능

영상의 프리징 상태를 검출하는 기능도 탑재하였습니다. CMOS 이미지 센서에서 Deserializer까지 MIPI CRC 값을 비교함으로써, 영상이 바르게 전송되고 있는지를 확인하는 기본 기능과 더불어, Serializer 내부에서 카메라 영상의 프레임 CRC 값을 상시 전후의 값과 비교함으로써, 영상 고착을 모니터링할 수 있습니다. 프레임 CRC 값이 계속 일치하는 경우, 에러 플래그를 출력함으로써, 영상 고착이 발생했음을 후단의 IC에 알릴 수 있으므로, ADAS 시스템의 신뢰성 향상에 기여합니다.

4. 다양한 SoC, CMOS 이미지 센서에 대응 가능한 라인업 완비

본 제품은 Serializer 1제품, Deserializer 2제품의 총 3가지 제품을 라인업으로 구비하고 있습니다. 3가지 제품 모두 주요 3가지 케이블에 대응하므로, 다양한 CMOS 이미지 센서, SoC에 대응할 수 있습니다.

품명 방식 전송 규격 전원전압
[V]
입력 사양 출력 사양 동작온도
[℃]
주요 3가지 통신 케이블에 대응 패키지
(mm)
STP 대응
(Shielded Twisted
Pair Cable)
Coax 대응
(Coaxial
Cable)
POC 대응
(Power Over
Coaxial)
Newicon BU18TM41-C Serializer Clockless
Link-BD
1.8 MIPI CSI-2
(1.5Gbps×4)
CLL-BD*2
(3.6Gbps×1)
-40~+105 VQFN32FBV050
5.0×5.0×1.0
Newicon BU18RM41-C Deserializer Clockless
Link-BD
1.8 CLL-BD*2
(3.6Gbps×1)
MIPI CSI-2
(1.5Gbps×4)
-40~+105 VQFN32FBV050
5.0×5.0×1.0
Newicon BU18RM84-C Deserializer
(4in1*1
Clockless
Link-BD
1.2 / 1.8 CLL-BD*2
(3.6Gbps×4)
MIPI CSI-2
(1.7Gbps×8)
-40~+105 HTQFP64BV
12.0×12.0×1.0

*1 : BU18RM84-C는 4개의 카메라 영상을 MIPI 신호로 변환, 출력 가능
*2 : CLL-BD=Clockless Link-BD

■ 카메라용 PMIC 「BD86852MUF-C」 특징

1. CMOS 이미지 센서에 최적화된 기능으로 기판 면적 삭감

CMOS 이미지 센서에 최적화된 기능으로 기판 면적 삭감

자동차 카메라의 주요 부품인 CMOS 이미지 센서는 메이커에 따라 다른 구동 전압 설정과 시퀀스 제어가 필요하기 때문에 많은 외장 부품으로 구성됩니다. 「BD86852MUF-C」는 주요 CMOS 이미지 센서의 구동 전압과 스퀀스 제어를 설정할 수 있는 핀을 탑재하여, 구동 전압 설정 및 스퀀스 제어용 외장 부품이 필요하지 않습니다. 이에 따라, 기존품 대비 부품수와 실장 면적을 대폭 삭감할 수 있어, 자동차 카메라 모듈의 소형화에 기여합니다.

2. 저소비전력화에 기여하는 높은 변환 효율

본 제품은 CMOS 이미지 센서에 대한 전원 공급용 LDO※5를 외장함으로써, IC에 집중되는 열을 분산시켰습니다. 회로 전체의 발열을 억제함으로써, 일반품 대비 약 4% 높은 변환 효율 78.6%를 실현하여, 자동차 카메라 모듈의 저소비전력화에 기여합니다. 또한, CMOS 이미지 센서와 LDO의 거리도 짧게 할 수 있으므로, 전원 라인에 대한 외부 노이즈의 영향도 저감시킬 수 있습니다. 따라서 CMOS 이미지 센서에 안정된 전원 공급이 가능합니다.

저소비전력화에 기여하는 높은 변환 효율

3. 스펙트럼 확산 기능 탑재로, EMI 대책의 공수 삭감에 기여

본 제품은 내장 스위칭 레귤레이터 (DC/DC 컨버터)※5에 스펙트럼 확산 기능을 탑재하여, 스위칭으로 인한 EMI 노이즈 피크를 약 10dB 정도 저감하였습니다. 기판을 변경하지 않고 노이즈 저감을 실현할 수 있으므로, EMI 대책의 공수 삭감에 기여합니다.

4. 카메라 모듈에 최적인 전원 계통을 내장하여 높은 신뢰성 확보

본 제품은 카메라 모듈에 필요한 전원 계통으로서 3개의 DC/DC 컨버터를 내장하였습니다. 또한, 외장 부품을 삭감하는 시퀀스 제어와 더불어, 전압 상태를 모니터링하는 Power Good 기능 등 각종 보호 기능도 탑재하였습니다. 고신뢰성을 확보하면서 Low EMI, 고효율 카메라 모듈용 전원 회로를 실현할 수 있습니다.

품명 전원전압
[V]
발진
주파수
(MHz)
동작온도
[℃]
출력전압
정밀도
(%)
DC/DC 출력 기능 패키지
(mm)
항목 프라이머리
DC/DC
세컨더리
DC/DC1
세컨더리
DC/DC2
리셋 Power
Good
스펙트럼
확산 기능
외장
LDO 제어
Newicon BD86852MUF-C 4~18 2.2 -40~+125 2 출력전압 (V) 3.3 or 3.9 1.1 or 1.2 1.8 VQFN24FAV4040
4.0×4.0×1.0
출력전류 (A) 2 1 1

<용어 설명>

※1 : SerDes IC
데이터의 고속 전송을 목적으로, 통신 방식의 변환을 실행하기 위해 세트로 사용하는 2개의 IC를 총칭하는 용어. Serializer에서 데이터를 고속으로 전송하기 쉽도록 변환 (Parallel BUS를 Serial BUS로 변환)하고, Deserializer는 전송된 데이터를 원래의 형태로 변환 (Serial BUS를 Parallel BUS로 변환)한다.
※2 : PMIC (파워 매니지먼트 IC)
여러 개의 전원 계통에 대응하여, 전원 관리, 시퀀스 제어 등을 실행하는 기능을 1chip에 탑재한 IC. DC/DC 및 LDO, 디스크리트 부품 등을 개별적으로 사용하여 회로를 구성하는 방법에 비해, 실장 면적이나 개발 공수 등을 대폭적으로 삭감할 수 있으므로, 최근에는 자동차기기, 민생기기를 불문하고 복수의 전원 계통을 가진 어플리케이션에서 일반적인 디바이스로서 사용하고 있다.
※3 : 스펙트럼 확산 기능
스위칭 주파수를 고정하지 않고, 클럭 주파수의 대역폭을 넓혀서 진동시킴으로써 노이즈 에너지를 확산시키는 기능. 노이즈의 피크치를 낮춤으로써, EMI 노이즈를 경감한다.
※4 : ISO 26262
2011년 11월에 정식 발행된 자동차기기 전자 제어의 기능 안전에 관한 국제 규격. 자동차기기 전자 제어 시의 고장 리스크를 산출하고, 해당 리스크를 경감하는 기능을 미리 시스템에 탑재하는 「기능 안전」을 실현하기 위한 개발 프로세스를 표준화한 것. 자동차 구상에서 시스템, ECU, 임베디드 소프트웨어, 디바이스 개발 및 생산 · 보수 · 폐기에 이르기까지 자동차의 개발 라이프사이클 전체가 대상이 된다.
※5 : LDO (Low Drop Out 레귤레이터 / 저포화 레귤레이터), DC/DC 컨버터 (스위칭 레귤레이터)
두가지 모두 전원 IC의 일종으로 직류 (DC)에서 직류로 전압을 변환한다.
DC/DC 컨버터는 스위칭 레귤레이터라고도 하며, 스위칭을 통해 출력전압을 생성한다. 일반적으로 전력 변환 효율이 우수하며, 전압을 낮추는 강압, 전압을 높이는 승압이 존재한다.
LDO는 리니어 레귤레이터에 해당하며, 전압의 분압을 통해 출력전압을 생성한다. DC/DC 컨버터와 같은 스위칭 레귤레이터에 비해, 강압만 있지만 회로 구성이 간단하고 노이즈가 적다는 특징이 있다.
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