汽車倒車影像問題分析與優(yōu)化

杜 燁， 成 瀚， 黃紅藍(lán)

（上汽通用汽車有限公司武漢分公司， 湖北 武漢 430000）

隨著汽車電子行業(yè)的迅速發(fā)展，視頻顯示技術(shù)不斷提升，倒車影像技術(shù)的應(yīng)用日趨普及，一些中低端配置的汽車也已經(jīng)配備倒車影像系統(tǒng)［1-2］。目前市面上的倒車影像系統(tǒng)主要以車載后視攝像頭為主，通過多功能顯示屏來顯示車輛后方情況［3-4］。若屏幕不顯示倒車影像畫面，將影響用戶倒車入庫的體驗(yàn)。本文針對某造車過程中第1次掛倒擋出現(xiàn)“維修倒車影像系統(tǒng)”提示語的問題，從倒車影像系統(tǒng)組成、缺陷工況數(shù)據(jù)采集方面進(jìn)行分析，探討提示“維修倒車影像”的原因和優(yōu)化方案。

1 倒車影像系統(tǒng)組成

倒車影像系統(tǒng)分為攝像裝置、控制單元和顯示器3部分。在本文項(xiàng)目車中，控制單元和顯示器集成在同一模塊，統(tǒng)稱為娛樂系統(tǒng)模塊。圖1所示為該項(xiàng)目車的拓?fù)鋱D，從圖1中可知，變速器控制模塊和娛樂系統(tǒng)模塊位于兩條CAN線上。當(dāng)擋位切換至倒擋時(shí)，變速器控制模塊將擋位信號傳送到總線，網(wǎng)關(guān)模塊Firewall再將擋位信號轉(zhuǎn)發(fā)給娛樂系統(tǒng)模塊。

娛樂系統(tǒng)模塊包括視頻解碼芯片、ARM芯片、VIP芯片等。圖2為倒車影像的檢測示意圖。虛線框?yàn)锳RM芯片，其中RVC模塊負(fù)責(zé)倒車影像畫面的顯示與控制。VIP芯片網(wǎng)絡(luò)模塊負(fù)責(zé)接收并傳輸擋位信號。

當(dāng)娛樂系統(tǒng)模塊收到擋位信號時(shí)，會同時(shí)檢測擋位信號的有效性和視頻信號的品質(zhì)。若兩者符合條件，屏幕顯示車輛后方區(qū)域信息。若不符合條件，則提示“維修倒車影像系統(tǒng)”，具體判斷過程如下。

圖1 拓?fù)鋱D

圖2 倒車影像檢測示意圖

1） 擋位信號。當(dāng)RVC模塊接收VIP端傳來的擋位信號，并檢測到擋位信號為無效擋位，屏幕會提示“維修倒車影像系統(tǒng)”。

2） 視頻信號。視頻解碼芯片會檢測倒車攝像頭CVBS信號品質(zhì)，并設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志位。RVC通過讀取視頻解碼芯片寄存器的狀態(tài)位來進(jìn)行判斷。當(dāng)信號無法鎖定時(shí)，屏幕會提示“維修倒車影像系統(tǒng)”。

2 缺陷工況下問題分析

2.1 RVC模塊接收到無效擋位信號

擋位信號是由VIP芯片網(wǎng)絡(luò)模塊從總線獲取并傳遞給RVC模塊，再由RVC模塊進(jìn)行判斷和顯示。通過缺陷工況下總線數(shù)據(jù)和儀表盤顯示的擋位信號，可以確認(rèn)總線為有效倒擋信號。通過娛樂系統(tǒng)模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)，可以確認(rèn)RVC接收到擋位變化信號，未出現(xiàn)無效擋位，排除VIP芯片網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸錯(cuò)誤。

2.2 RVC模塊收到無法鎖定信號

根據(jù)倒車影像檢測示意圖可知，攝像頭信號品質(zhì)、線束連接狀態(tài)、視頻解碼芯片工作情況都可能導(dǎo)致RVC模塊接收到無法鎖定信號。通過測量缺陷工況下娛樂系統(tǒng)模塊后插座的CVBS信號，確認(rèn)信號幅度滿足要求。排查后插座線束沒有發(fā)現(xiàn)異常，并且車輛休眠后恢復(fù)正常，所以排除線束接觸不良的情形。

視頻解碼芯片工作情況分為兩部分。一是視頻解碼芯片與ARM芯片底層系統(tǒng)傳輸異常。由于ARM芯片每100ms都會讀取視頻解碼芯片寄存器的狀態(tài)，因此不會存在一直異常的情況。二是視頻解碼芯片工作異常。通過串口板對視頻解碼芯片的寄存器進(jìn)行讀取，確認(rèn)問題發(fā)生時(shí)寄存器的設(shè)定值沒有被寫入或被復(fù)位，導(dǎo)致晶振不起振。

下面進(jìn)一步分析視頻解碼芯片寄存器錯(cuò)誤的原因，有如下3種可能情形：寄存器初始化失敗、視頻解碼芯片初始化后異常復(fù)位、視頻解碼芯片正常工作后異常復(fù)位。由于該問題是在車輛休眠以后第1次掛倒擋時(shí)出現(xiàn)，因此可以排除解碼芯片正常工作后異常復(fù)位的情形。

接下來分析寄存器初始化失敗原因，包括ARM是否有寫入，以及寫入和存儲是否成功。由于缺陷狀態(tài)下測量視頻解碼芯片reset PIN為高電平，所以排除ARM芯片未給寄存器寫入設(shè)定值。同時(shí)，缺陷狀態(tài)下，測量到ARM芯片IIC PIN一直為高電平，因此確認(rèn)IIC通信異常，導(dǎo)致ARM未成功寫入設(shè)定值，排除視頻解碼芯片初始化后異常復(fù)位的情形。

3 問題原因確認(rèn)及優(yōu)化

根據(jù)上述缺陷工況下的分析，問題原因鎖定為IIC通信異常。通過時(shí)序分析和測試，ARM每一次上電都會對視頻解碼芯片寄存器進(jìn)行初始化。當(dāng)娛樂系統(tǒng)模塊第1次上電以后16.6s時(shí)，蘋果認(rèn)證芯片開始初始化，占用IIC通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，若此時(shí)ARM芯片進(jìn)入關(guān)機(jī)reset流程，蘋果芯片會異常占用IIC通道。蘋果認(rèn)證芯片異常后始終拉高數(shù)據(jù)位，導(dǎo)致IIC通道一直為繁忙狀態(tài)。接下來娛樂系統(tǒng)模塊開機(jī)，視頻解碼芯片開始初始化，會出現(xiàn)申請IIC通道失敗，導(dǎo)致視頻解碼芯片寄存器寫入失敗。

由于蘋果認(rèn)證芯片沒有超時(shí)機(jī)制，不會自動釋放IIC通道。為了解決IIC通道繁忙導(dǎo)致倒車影像畫面不顯示問題，從以下兩個(gè)方面對問題進(jìn)行優(yōu)化：一是ARM上電時(shí)先對蘋果認(rèn)證芯片進(jìn)行初始化，二是視頻解碼芯片配置寄存器失敗時(shí)增加IIC Retry機(jī)制。目前該優(yōu)化方案已經(jīng)應(yīng)用于量產(chǎn)車上，且無倒車影像相關(guān)問題發(fā)生。

4 結(jié)論

本文根據(jù)倒車影像系統(tǒng)組成和倒車影像檢測過程，采集缺陷工況下車輛的數(shù)據(jù)和信號進(jìn)行分析，定位為IIC通信異常導(dǎo)致該問題發(fā)生，通過時(shí)序分析和測試，確認(rèn)為蘋果認(rèn)證芯片異常占用IIC通道導(dǎo)致IIC通道一直繁忙，最后針對問題原因提出了優(yōu)化方案。本文對問題原因所采用的分析與排查流程對類似倒車影像問題的定位具有借鑒意義。