点昀技术 | CMS延时测试方案:系统延时不稳定性与原理分析

随着智能汽车技术的快速发展,人们对驾驶安全、舒适性关注度的提高,电子后视镜(CMS)正在加速上车。作为一款新型车载设备,CMS的延时性能直接影响驾驶安全与舒适度。鉴于目前行业内延时测试缺乏统一标准,各企业测试方法各异,导致结果难以科学的横向对比,给产品研发测试和终端车企的判断带来困扰。今天,我们将深入探讨一下CMS系统延时测试方案,并揭示其背后的科学原理和实际应用。
一、测试方案

本方案采用了频闪光源和光敏检测组合的检具。测试的核心目标是测量CMS系统的整体延迟。频闪光源由方波信号驱动的白光LED组成,而光敏检测则依赖于光敏二极管和跨阻放大器。

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实验检具说明: 

在进行被测设备(DUT)的检测之前,首先需要测定检具本身的固有延迟,以便在后续测试中扣除。采用的方法是将光敏二极管(PD)直接对准LED进行测量。以下为测量所得关键数据:

  • 从方波驱动信号上升到PD放大器开始上升的时间约为7.4微秒。
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  • 从方波驱动信号上升到PD放大器上升到90%的时间约为20.2微秒。
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以上数据表明,检具本身的延迟在十微秒量级,对于测试毫秒级的DUT延迟可以忽略不计。

二、实验与结果
2.1 实验设置

下图为本次实验的实测场景,本次测试使用的设备是点昀超低延时CMS电子后视镜

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2.2 实验设置方案:
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2.3 实验数据(不含LCD响应时间)

本组进行了200组测试,本组数据是基于点昀技术低延时CMS方案(FPGA方案),只统计CMS系统延迟时间,除去LCD的上升响应时间,结果如下表:

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2.4 实验结果与分析

通过对200个测试值进行了统计,结果显示:

  • 最小延迟为3.3毫秒

  • 最大延迟为19.6毫秒

那么,为什么会有如此大的差异呢?原因在于所用Sensor和LCD都是逐行扫描的。当Sensor恰好扫到LED照射区域,同时LCD恰好扫到PD检测区域时,就会得到最小延迟;如果Sensor刚刚扫过LED照射区域,而LCD刚刚扫过PD检测区域,则需要等它们扫完一圈回来才能捕捉到,这样就会得到最大延迟。

2.5 实验结论

最后,我们对实验结果进行分析,考虑到系统中实际存在的扫描行为,包括LED及其驱动、主机和屏、摄像头、PD和放大器等因素,得出了以下结论:

  • 纯论CMS视频数据链路的延迟为3.3毫秒。
  • 考虑到系统中的扫描行为,最大延迟为19.6毫秒。
  • 平均延迟为11.8毫秒。
  • 最大延迟和最小延迟之差约为帧周期(16.7毫秒)。

三、方案对比

为了确保数据的准确性和可靠性,我们还对两种不同的方案重新进行了多次测量和统计。以下是测量结果:

3.1 点昀技术超低延时CMS方案(FPGA方案):
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如上图所示,利用示波器对407个测量值样本统计。上图得出的Max、Min、Mean值还需要减去LCD的50%上升响应时间3ms,因为示波器统计的是上升到50%的延迟。

实验结果:
  • 最大延迟19.24ms

  • 最小延迟3.741ms

  • 平均延迟12.46ms

计入LCD亮度上升到80%的响应时间(约7ms):
  • 最大延迟26.24ms

  • 最小延迟10.741ms

  • 平均延迟19.46ms

200个测量值样本绘制直方图:

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3.2 点昀技术SOC方案:

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如上图所示,利用示波器对409个测量值样本统计。上图得出的Max、Min、Mean值还需要减去LCD的50%上升响应时间3ms,因为示波器统计的是上升到50%的延迟。
实验结果:
  • 最大延迟36.24ms;

  • 最小延迟19.36ms;

  • 平均延迟27.87ms。

计入LCD亮度上升到80%的响应时间(约7ms):
  • 最大延迟43.24ms;

  • 最小延迟26.741ms;

  • 平均延迟34.46ms。

200个测量值样本绘制直方图:
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四、结语

过本次延时测试,点昀技术不仅揭示了CMS电子后视镜系统延迟的精确数据,还深入探究了系统中各个组件之间的相互作用。这些数据对于优化系统性能、提升用户体验具有重要意义。希望这篇文章能为大家带来有价值的信息和启发。





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原文始发于微信公众号(点昀技术):点昀技术 | CMS延时测试方案:系统延时不稳定性与原理分析

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