車輛上安裝的攝像頭主要有三種：感知攝像頭、環視攝像頭和駕駛員監控攝像頭。

今天我們就來一起了解一下汽車攝像頭及其線路板，往下看看吧。

傳感攝像頭：安裝在擋風玻璃上部，感應范圍廣，可用于自動駕駛或者駕駛輔助，例如輔助駕駛的LKA、LCA、AEB等功能，保障車輛前部行駛安全。

駕駛員監控攝像頭：安裝在車輛儀表盤附近，可以感應駕駛員的健康狀況，用于DMS(駕駛員監控系統)確保安全駕駛。

環視攝像頭：攝像頭裝置安裝在車輛車身的前部、后部、左側和右側，可以感應車輛周圍約1米的整個周邊，可用于停車輔助，保障車輛周圍的安全。

由于功能和安裝位置的不同，車載攝像頭在設計上的區別也很大，如傳感攝像頭和駕駛員監控攝像頭的安裝空間有限，更多的使用了軟硬結合板做一體化設計，傳感攝像頭由于安裝在擋風玻璃上部，對于外形有特別要求，其更多使用了攝像頭板和主板的分立設計。

傳感攝像頭和環視攝像頭的內部結構

傳感攝像頭和駕駛員監視攝像頭的工作原理

圖像傳感器通過攝像頭鏡頭捕捉畫面并轉換為電信號。然后通過高速數據傳輸通道，將圖像數據傳輸SoC進行處理，SoC處理之后的結果再通過域控MCU向外部ECU發出指令。

傳感攝像頭的原理框圖

圖像傳感器：拍攝圖像將通過攝像頭鏡頭的光轉換為電信號。

SoC：處理圖像傳感器獲取的數據。
MCU：向外部ECU提供“踩剎車”和“轉動方向盤”等指令。
收發器：與外部設備通信的硬件協議棧，如CAN或者車載以太網等。
存儲器（DDR）：數據處理過程的緩存器。
存儲器（閃存）：存儲控制軟件和傳感器數據。
DC/DC轉換器：將鉛蓄電池的電壓轉換為相應元器件的工作電壓。

環視攝像頭的工作原理
環視攝像頭與傳感攝像頭、駕駛員監視攝像頭不同，環視攝像頭需要將汽車多個位置安裝的攝像頭圖像整合為一個全向圖像。因此，攝像頭ECU和環視ECU之間需要實時傳輸大量數據，環視ECU上的FPGA負責將多路視頻流數據整個為全向圖像并實時對畫面進行處理，提高攝像頭的成像能力。其余配置與感知攝像頭、駕駛員監控攝像頭相同。

環視攝像頭的原理框圖

汽車攝像頭線路板的設計

以Sony的IMX390 200萬像素攝像頭與4Gbps串行器DS90UB953方案為例：

方案原理框圖

PCB設計3D效果圖

PCB疊層設計

汽車攝像頭PCB設計的時候需要考慮車規對于環境溫度、振動、使用壽命、復雜電磁環境的要求，綜合考慮各種極端使用場景，在滿足產品的性能和尺寸要求的條件下，選用板材和相應的疊層方案。

該方案至少需要四層板，有電源和地層。如果使用四層板設計，第二層必須是地層。由于大多數開關器件位于頂層，這樣設計最大程度減小了回流路徑上通孔產生的雜散電感。

為了簡化BGA扇出和布線難度，方案使用6層板進行疊層設計。

疊層方案

PCB布線指南

LVCMOS信號走線需要遠離差分線，以防止LVCMOS線信號耦合到差分線。

視頻傳輸高速信號線的優先級最高，在等長控制、阻抗匹配等關鍵控制點需要優先滿足布線要求。

CLK和DATA需要嚴格等長，阻抗要保持一致。

為了減少通道之間的串擾和反射，每個差分通道之間的間距至少要是布線寬度的三倍。同時盡可能減少布線路徑的上過孔，理想情況下，過孔應為兩個或更少以最小化stub，減少反射。

走線在左右彎曲的數量上盡可能相等，彎曲的角度盡量大于或等于135度。

容量小的高頻去耦電容盡可能靠近器件方式，去耦電容的放置要考慮回流路徑，盡可能減少寄生電感。

同軸線纜的傳輸線阻抗控制為50Ω，如下圖黃色線指示，在布線時盡可能讓50Ω走線距離縮短。

在未來，汽車攝像頭線路板將發揮更加關鍵的作用。隨著汽車智能化和自動化程度的不斷提高，對攝像頭的需求也將呈爆發式增長。汽車攝像頭線路板作為連接攝像頭與汽車電子系統的重要橋梁，其性能和可靠性將直接影響到汽車的安全性能和智能化水平。