一、引言
智慧網聯汽車日益成熟的發展，車載顯示螢幕已成為人機互動的重要介面。作為連接顯示螢幕與域控制器的關鍵技術，SerDes（序列化／反序列化）鏈路的性能，直接影響整個智慧座艙系統的可靠性與安全性。
本文將透過宏虹模組化 SerDes 影像採集方案與注入板卡 proFRAME，結合實際專案經驗，分享車載顯示螢幕注入測試的實務方法與應用架構。
二、車載螢幕注入專案背景
目前智慧座艙已從傳統「一芯一螢幕」架構，升級為「一芯多螢幕」設計。車內顯示裝置數量持續增加，涵蓋中控螢幕、儀表板、娛樂顯示器、後座螢幕與 CMS 等多種型態。
不同顯示系統對SerDes 解串器晶片的要求各異。目前市場主流車載 SerDes 協定包括 GMSL（美信）、FPD-Link（TI） 等，但多屬於私有標準，不同協定之間通常無法互通，即使同一協定的不同版本之間，也可能存在相容性問題。
在此背景下，車載顯示測試通常面臨以下技術挑戰：
- 訊號傳輸完整性與可靠性
車載影像串流的傳輸涉及高頻寬與高可靠性需求，同時系統架構複雜，因此需要對車機顯示系統進行完整測試驗證。 - 協定碎片化問題
GMSL、FPD-Link 等不同私有協定與晶片形成高度綁定的生態系。當車載顯示系統採用不同協定時，測試設備往往需要頻繁更換型號或架構，造成成本與相容性挑戰。 - 互動功能驗證需求
除了影像傳輸測試外，還需同步驗證觸控回傳、ECU 控制訊號傳輸與系統回應等功能，以滿足多功能顯示系統的整體測試需求。
三、宏虹 proFRAME 板卡車載螢幕測試方案
針對上述測試需求，宏虹以 proFRAME 板卡建立完整的車載顯示測試架構。proFRAME 採模組化設計，支援多種車載影像 SerDes 協定，包括：
GMSL
FPD-Link
GVIF
ASA-ML
CSI-2
該平台已廣泛應用於汽車電子與智慧駕駛領域，用於 ADAS 系統與車載顯示設備的驗證與測試。
測試系統架構
Display（顯示螢幕）
測試對象為車載觸控顯示螢幕，內部包含 SerDes 解串器晶片，觸控訊號透過 I²C 協定傳輸。
PC（主機系統）
主機透過 PCIe 插槽連接 proFRAME 板卡，負責執行測試工具、發送控制訊號，並完成資料記錄與儲存。
ECU（座艙域控制器）
包含 SerDes 序列化晶片，用於產生測試影像與控制訊號。
proFRAME
包含主板與相機介面板（Adapter），介面板內建序列化與反序列化晶片，負責建立車載螢幕與域控制器之間的資料傳輸與旁路通道。
proFRAME 板卡整合車載影像串流採集、注入與旁路功能於單一平台。透過切換板卡韌體即可快速切換不同模式，一張板卡即可滿足多種車載影像測試需求。
除了影像傳輸外，系統亦可透過雙向控制通道執行 I²C 通訊，並為注入影像串流提供奈秒級時間戳記，使 proFRAME 特別適用於各類車載影像測試場景。
四、宏虹專案測試實施細節
1. 車載螢幕顯示驗證與校準
透過 proFRAME 板卡，將測試影像由主機系統傳輸至車載顯示螢幕（DUT, Device Under Test）。
- 將 proFRAME 板卡韌體設定為 Replay 模式，使系統可向車載螢幕注入影像串流。
- 透過 INI 檔設定 SerDes 加串器，並利用 I²C 匯流排配置車載顯示螢幕的解串器，建立穩定的通訊與影像傳輸鏈路。
- 在 GMSL2 鏈路中，I²C 扮演關鍵角色，負責在主機（proFRAME）與遠端設備（DUT）的 SerDes 晶片之間建立雙向控制通道。
- 使用 proFRAME 上位機工具載入主機測試影像，並加入 spxf_image_header，再透過 SerDes 鏈路注入至車載螢幕。
在此過程中，時序參數設定尤為重要，包括：
- ILG（Image Line Gap，行間隔）
定義一行影像資料傳輸完成到下一行開始之間的精確時間間隔。 - IFG（Image Frame Gap，幀間隔）
定義上一幀影像資料傳輸完成到下一幀開始之間的精確時間間隔。
這些參數直接影響資料在 GMSL2 鏈路上的微觀時序。若設定不當，可能導致影像播放異常或鏈路傳輸失敗。
2. 觸控顯示螢幕的自動化性能測試
透過 I²C 匯流排讀取觸控事件並回傳至主機系統，用於驗證系統性能。
- 車載觸控螢幕的觸控訊號通常透過 I²C 協定傳輸。
- 使用 sxpf_i2c 工具，可透過 SerDes 鏈路的反向控制通道讀取觸控螢幕的 I²C 資料。此方法無需額外硬體連接，即可非侵入式取得觸控資訊。
- 解析 I²C 資料後，可取得觸控事件類型與觸控座標，並透過自動化腳本測量觸控回應時間及多點觸控準確度。
3. 測試與資料傳輸記錄
在測試過程中，proFRAME 板卡可部署於車載顯示螢幕與域控制 ECU 之間的 SerDes 傳輸鏈路，完整記錄影像串流與觸控事件資料，以進行系統性能評估。
● 將 proFRAME 韌體設定為 TAP 模式，使板卡可於車載顯示與域控制之間建立資料旁路。
- 透過 INI 檔設定 SerDes 加串器與解串器為 Bypass 模式，使域控制 ECU 可透過 proFRAME 與車載顯示螢幕建立 SerDes 通訊。
- 使用 sxpfrec 工具可於旁路鏈路中擷取整個測試過程的影像與觸控資料，並透過主機系統儲存於硬碟。
此過程不會影響域控制 ECU 與車載顯示螢幕的正常影像輸出，實現完整且非侵入式的系統測試與資料記錄。
五、專案測試紀錄
車機顯示螢幕實機
即時影像注入測試
六、專案成果總結
1. 測試效率提升
- 快速故障定位
透過 proFRAME 的 TAP 模式 搭配 sxpfI2C、sxpfrec 工具，可快速定位 SerDes 傳輸鏈路中的故障問題。 - 測試週期縮短
無需額外開發特定驅動程式，只需透過修改 INI 設定檔即可快速適配不同的序列化器與解序列化器。 - 自動化測試覆蓋率提升
proFRAME 提供 C++ / LabVIEW / Python 範例程式與 API，可快速整合至自動化測試系統，大幅提升測試自動化能力。
2. 資料注入品質改善
精準影像注入
透過 sxpf_image_header 資料標頭中的 ts_start、ts_end、ilg、ifg 等參數，可確保即時影像資料的精準回放。低延遲傳輸
透過 DMA 機制經由 PCIe 匯流排直接傳輸影像資料，可實現微秒等級的低延遲。
3. 成本優化
車載顯示故障與功能驗證
透過 proFRAME 的 Replay 模式與 TAP 模式，可進行車載顯示系統的故障診斷與功能驗證，降低量產後可能產生的召回風險。測試成本降低
當測試終端的序列化器與解序列化器晶片需要更換時，只需更換相機介面卡 camAD 介面卡 即可完成適配，無需重新開發系統。同時提供完整範例程式與 API，方便快速整合自動化測試腳本，可降低人工成本並減少測試平台開發成本約 70%。
六、結語
隨著智慧座艙與 ADAS 系統持續演進，車載顯示系統的架構與影像鏈路愈發複雜，如何在開發與驗證階段快速建立穩定且可重現的測試流程，已成為車廠與 Tier-1 供應商的重要課題。
宏虹 proFRAME 車載影像測試平台透過 SerDes 影像注入、旁路擷取與非侵入式監測能力，提供從顯示驗證、觸控測試到資料記錄的一體化解決方案。透過模組化架構與多協定支援，工程團隊可快速適配不同 SerDes 協定與顯示架構，大幅提升測試效率與系統可靠性。
在車載顯示系統逐步走向多螢幕、高解析度與高頻寬傳輸的趨勢下，宏虹將持續協助車用電子研發團隊建立更完整的 SerDes 測試與驗證能力，降低系統整合風險，加速智慧座艙與車載顯示技術的落地與量產。
若您正在規劃車載顯示測試平台、SerDes 影像驗證或 ADAS 影像鏈路測試，宏虹可提供完整技術評估與解決方案建議。
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宏虹 proFRAME SerDes 影像串流擷取與注入測試板卡
proFRAME 影像串流擷取與注入板卡採用模組化設計，主要由主板與相機介面模組組成，一塊主板可安裝兩個相機介面模組。
透過模組化架構，在車載或自動駕駛應用場景中的影像擷取與注入需求，只需更新板卡韌體，即可 擷取／注入／旁路模式之間進行切換。當需要適配不同裝置時，只需更換相機介面模組，即可支援各類 SerDes 協定的攝影機、ECU 或顯示螢幕。
目前已支援 GMSL1/2/3、FPD-Link III/IV、GVIF3、ASA-ML、CSI-2 等多種 SerDes 傳輸協定。
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