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解決方案
醫療器械、半導體制造設備、檢測設備、自動售貨機、機器人等為工業用電子設備（簡稱工業設備）。在這些工業設備的開發現場，在傳輸影像/圖像信號和控制信號等的串行接口存在著各種各樣的「困擾」。
本公司（THine Electronics）認為這些困擾主要有7個。①確保電氣絕緣；②減少連接器接合部位的機械應力；③解決工廠檢測流程中連機器的接觸不良和老化問題；④簡化組裝方法以提高生產效率；⑤通過快速檢測以提高生產效率；⑥實現防水、防塵和耐鹽設計；⑦實現可拆卸的相機和顯示器設計（詳細內容請見「以串行接口IC與近距離無線IC實現非接觸式連接器，來解決信號線問題」）。
其實，這7個困擾都可以通過將有線串行接口替換為無線傳輸來解決。不僅如此，無線傳輸還有可能創造出新的應用。但工程師們大都有著「串行接口必須是有線的」這一根深蒂固的印象，要將其替換為無線傳輸可能會猶豫不決。
因此，本公司正在開發各種演示套件，以便清楚地傳達串行接口無線傳輸的概念。借由獲取這些演示套件并進行驗證和研究，使用者可以知道它能解決哪些困擾；能獲得哪些性能/特性以及使用便利性等信息。書面資料中不容易理解的內容，通過實際操作就可以一目了然。此外，演示套件的優勢在于只需連接電線并接通電源，即可迅速進行概念驗證（PoC：Proof of Concept）。
本公司已經完成了多個演示套件的開發。例如：一哥將馬達控制部與馬達驅動部連接的串行接口無線傳輸演示套件。馬達控制部連接著旋轉編碼器，當操作員轉動這個旋鈕時，就會將顯示旋轉量的數字信號以無線傳輸發送到馬達驅動部，從而實際驅動馬達。
另外，我們還準備了針對可拆卸式相機的演示套件。此套件只需將安裝了相機的板子靠近裝備無線接收器的板子，就能將影像信號無線傳輸到顯示器端。這種設計能讓相機從電子設備本體上拆卸下來并靈活使用。
本公司（THine Electronics）認為這些困擾主要有7個。①確保電氣絕緣；②減少連接器接合部位的機械應力；③解決工廠檢測流程中連機器的接觸不良和老化問題；④簡化組裝方法以提高生產效率；⑤通過快速檢測以提高生產效率；⑥實現防水、防塵和耐鹽設計；⑦實現可拆卸的相機和顯示器設計（詳細內容請見「以串行接口IC與近距離無線IC實現非接觸式連接器，來解決信號線問題」）。
其實，這7個困擾都可以通過將有線串行接口替換為無線傳輸來解決。不僅如此，無線傳輸還有可能創造出新的應用。但工程師們大都有著「串行接口必須是有線的」這一根深蒂固的印象，要將其替換為無線傳輸可能會猶豫不決。
因此，本公司正在開發各種演示套件，以便清楚地傳達串行接口無線傳輸的概念。借由獲取這些演示套件并進行驗證和研究，使用者可以知道它能解決哪些困擾；能獲得哪些性能/特性以及使用便利性等信息。書面資料中不容易理解的內容，通過實際操作就可以一目了然。此外，演示套件的優勢在于只需連接電線并接通電源，即可迅速進行概念驗證（PoC：Proof of Concept）。
本公司已經完成了多個演示套件的開發。例如：一哥將馬達控制部與馬達驅動部連接的串行接口無線傳輸演示套件。馬達控制部連接著旋轉編碼器，當操作員轉動這個旋鈕時，就會將顯示旋轉量的數字信號以無線傳輸發送到馬達驅動部，從而實際驅動馬達。
另外，我們還準備了針對可拆卸式相機的演示套件。此套件只需將安裝了相機的板子靠近裝備無線接收器的板子，就能將影像信號無線傳輸到顯示器端。這種設計能讓相機從電子設備本體上拆卸下來并靈活使用。
可進行3 lane的無線傳輸
這次我們在這些演示套件產品中增加了新開發產品「非接觸式相機適配器」（圖1）。
這一演示套件旨在用于連接相機模組和采集卡（影像采集裝置）的串行接口的無線傳輸上的。如果只比較基本功能，它與上面提到的可拆卸相機的演示套件非常相似；但它具有其他型號所不具備的多項功能。以下我們來詳細說明一下。
首先介紹一下演示套件的系統構造（圖2）。從相機模組輸出的MIPI CSI-2格式的影像信號會被輸入到裝備串行接口IC（發送器IC）「THCV241A」的發送板上。使用這個IC，影像信號將會被轉換為串行（V-by-One HS）格式，然后通過60GHz的毫米波無線傳輸到接收板，在那里由串行接口IC（接收IC）「THCV242A」將信號轉換回MIPI CSI-2格式，再傳送到采集卡上。
新型演示套件的最大特點是提供了3條無線傳輸lane。其中2條lane用于傳輸影像信號，這是主要通道。每條lane的最大數據傳輸速度高達4G bit /秒。因此，使用2條lane可以傳輸800萬像素（8M像素）、60幀/秒（fps）的影像信號（最大7.2G bit /秒）。另外1條lane則為子通道，用于傳輸控制信號；它支持半雙工通信。控制信號需要運行相機模組、串行接口IC和采集卡，所以需要各種設定和環境構造。
毫米波無線傳輸采用了韓國SENSORVIEW（Sensorview Co., LTD）公司產的毫米波通信模組。Main-Link使用的2條lane的模組為「SAM3」，而Sub-link則使用「B2266」（圖3）。
「SAM3」以面對面的方式進行無線傳輸，如圖4左側所示。也就是說傳送板和接收板疊在一起，數據在2個SAM3之間發送。此外，韓國SENSORVIEW也準備了并排進行無線傳輸的毫米波通信模組--「SAM4」。通過使用此功能，使用者可以將傳送板和接收板并排放置，并在2個SAM4之間發送數據（圖4右）。這兩款模組均采用STMicroelectronics的ST60A2作為毫米波通信晶片，并結合SENSORVIEW自主開發的小型貼片天線。
此外，從傳送板到接收板還具備無線供電功能。這意味著不需要通過有線的方式向接收板供電，就可以完全實現傳送板和接收板之間的電氣絕緣。無線供電使用了B&PLUS的無線供電模塊。
使用毫米波進行無線傳輸時，當數據傳輸速度為3.6G bit/秒時，連接距離為25～30毫米（表1）；而無線供電所能傳輸的最大功率為10W，距離則最長為10毫米。
圖1 「非接觸式相機適配器」的連接案例
這一演示套件旨在用于連接相機模組和采集卡（影像采集裝置）的串行接口的無線傳輸上的。如果只比較基本功能，它與上面提到的可拆卸相機的演示套件非常相似；但它具有其他型號所不具備的多項功能。以下我們來詳細說明一下。
首先介紹一下演示套件的系統構造（圖2）。從相機模組輸出的MIPI CSI-2格式的影像信號會被輸入到裝備串行接口IC（發送器IC）「THCV241A」的發送板上。使用這個IC，影像信號將會被轉換為串行（V-by-One HS）格式，然后通過60GHz的毫米波無線傳輸到接收板，在那里由串行接口IC（接收IC）「THCV242A」將信號轉換回MIPI CSI-2格式，再傳送到采集卡上。
圖2 「非接觸式相機適配器」的系統構造
新型演示套件的最大特點是提供了3條無線傳輸lane。其中2條lane用于傳輸影像信號，這是主要通道。每條lane的最大數據傳輸速度高達4G bit /秒。因此，使用2條lane可以傳輸800萬像素（8M像素）、60幀/秒（fps）的影像信號（最大7.2G bit /秒）。另外1條lane則為子通道，用于傳輸控制信號；它支持半雙工通信。控制信號需要運行相機模組、串行接口IC和采集卡，所以需要各種設定和環境構造。
毫米波無線傳輸采用了韓國SENSORVIEW（Sensorview Co., LTD）公司產的毫米波通信模組。Main-Link使用的2條lane的模組為「SAM3」，而Sub-link則使用「B2266」（圖3）。
圖3 送信板和接收板
「SAM3」以面對面的方式進行無線傳輸，如圖4左側所示。也就是說傳送板和接收板疊在一起，數據在2個SAM3之間發送。此外，韓國SENSORVIEW也準備了并排進行無線傳輸的毫米波通信模組--「SAM4」。通過使用此功能，使用者可以將傳送板和接收板并排放置，并在2個SAM4之間發送數據（圖4右）。這兩款模組均采用STMicroelectronics的ST60A2作為毫米波通信晶片，并結合SENSORVIEW自主開發的小型貼片天線。
圖4 毫米波進行無線傳輸的構架
此外，從傳送板到接收板還具備無線供電功能。這意味著不需要通過有線的方式向接收板供電，就可以完全實現傳送板和接收板之間的電氣絕緣。無線供電使用了B&PLUS的無線供電模塊。
使用毫米波進行無線傳輸時，當數據傳輸速度為3.6G bit/秒時，連接距離為25～30毫米（表1）；而無線供電所能傳輸的最大功率為10W，距離則最長為10毫米。
表1 開發出的演示套件可進行無線傳輸的距離
直接連接「相機SerDes入門套件」
利用SerDes芯片將并行格式的影像信號串行化，并使用毫米波通信模組進行無線傳輸。這一做法本身并不算特別創新，即使使用競爭對手公司產的SerDes芯片，也能實現影像信號的無線傳輸。但除了傳送影像信號的主要通道外，若要對控制信號的子通道也使用無線傳輸，則使用競爭對手公司產的SerDes芯片就難以實現了。這是因為控制信號通常會疊加在主通道的影像信號上。雖然從主通道中分離出控制信號是可行的，但這會增加額外的成本和工時。如果使用本公司的串行接口IC「THCV241A/242A」則能輕松實現這一功能。
將主通道和子通道都無線化的好處是顯而易見的。其中一個效果是現在我們提供的「MIPI相機SerDes入門套件」可以輕松實現無線連接。只需在相機模組測裝載THCV241A的板子與采集卡側裝載THCV242A的板子之間插入此次開發的RF板，就能實現相機模組和采集卡之間的無線傳輸（圖5）。
將主通道和子通道都無線化的好處是顯而易見的。其中一個效果是現在我們提供的「MIPI相機SerDes入門套件」可以輕松實現無線連接。只需在相機模組測裝載THCV241A的板子與采集卡側裝載THCV242A的板子之間插入此次開發的RF板，就能實現相機模組和采集卡之間的無線傳輸（圖5）。
圖５ 「MIPI相機SerDes入門套件」的系統構造
原本入門套件就是用來簡化將相機模組整合到工業設備中的過程的。與此次的演示套件結合使用后，將能非常輕松地實現嵌入式相機影像信號的無限傳輸。
這次的演示套件主要針對3大類應用。第1種是需要在傳送板和接收板之間進行電氣絕緣的電子設備：例如內視鏡等醫療設備。第2種是對傳送端或接收端要求完全防水/防塵的電子設備：例如在惡劣環境中使用的檢測設備或可用水清洗的工業相機。第3種是對連接器的機械應力敏感的電子設備：例如在生產線上使用的檢測設備。
此外入門套件支持的所有CMOS圖像傳感器也可與此演示套件一起使用（表 2）。例如：您可以使用200萬像素（2M
Pixel）和30fps的「GC2093」；或800萬像素（8M Pixel）和60fps的「IMX415」。
表２ 支持的CMOS圖像傳感器一覽表
由韓國設計團隊負責開發
該演示套件主要由我司在韓國的子公司--THine Electronics Korea
的設計團隊開發。為什么由韓國設計團隊負責呢？
最大的原因是毫米波通信模組生產商SENSORVIEW的存在。一般來說，設計裝備毫米波通信模組的板卡和系統非常困難。「演示套件的傳送板和接收板上安裝了三個毫米波通信模組，但如果安裝得太近，電波產生干擾的風險很高。要放置多遠才能避免電波間干擾呢？擁有強大天線技術的SENSORVIEW公司提供了相關的技術支持」 (THine Electronics Korea技術部負責人)。此外，在開發過程中，提供毫米波通信芯片STMicroelectronics的韓國子公司也提供了技術支持。
SENSORVIEW的毫米波通信模組「SAM3」已獲得日本技術標準合格的認證。
以上
最大的原因是毫米波通信模組生產商SENSORVIEW的存在。一般來說，設計裝備毫米波通信模組的板卡和系統非常困難。「演示套件的傳送板和接收板上安裝了三個毫米波通信模組，但如果安裝得太近，電波產生干擾的風險很高。要放置多遠才能避免電波間干擾呢？擁有強大天線技術的SENSORVIEW公司提供了相關的技術支持」 (THine Electronics Korea技術部負責人)。此外，在開發過程中，提供毫米波通信芯片STMicroelectronics的韓國子公司也提供了技術支持。
SENSORVIEW的毫米波通信模組「SAM3」已獲得日本技術標準合格的認證。
以上
