汽车倒车影像问题分析与优化

杜 烨， 成 瀚， 黄红蓝

（上汽通用汽车有限公司武汉分公司， 湖北 武汉 430000）

随着汽车电子行业的迅速发展，视频显示技术不断提升，倒车影像技术的应用日趋普及，一些中低端配置的汽车也已经配备倒车影像系统［1-2］。目前市面上的倒车影像系统主要以车载后视摄像头为主，通过多功能显示屏来显示车辆后方情况［3-4］。若屏幕不显示倒车影像画面，将影响用户倒车入库的体验。本文针对某造车过程中第1次挂倒挡出现“维修倒车影像系统”提示语的问题，从倒车影像系统组成、缺陷工况数据采集方面进行分析，探讨提示“维修倒车影像”的原因和优化方案。

1 倒车影像系统组成

倒车影像系统分为摄像装置、控制单元和显示器3部分。在本文项目车中，控制单元和显示器集成在同一模块，统称为娱乐系统模块。图1所示为该项目车的拓扑图，从图1中可知，变速器控制模块和娱乐系统模块位于两条CAN线上。当挡位切换至倒挡时，变速器控制模块将挡位信号传送到总线，网关模块Firewall再将挡位信号转发给娱乐系统模块。

娱乐系统模块包括视频解码芯片、ARM芯片、VIP芯片等。图2为倒车影像的检测示意图。虚线框为ARM芯片，其中RVC模块负责倒车影像画面的显示与控制。VIP芯片网络模块负责接收并传输挡位信号。

当娱乐系统模块收到挡位信号时，会同时检测挡位信号的有效性和视频信号的品质。若两者符合条件，屏幕显示车辆后方区域信息。若不符合条件，则提示“维修倒车影像系统”，具体判断过程如下。

图1 拓扑图

图2 倒车影像检测示意图

1） 挡位信号。当RVC模块接收VIP端传来的挡位信号，并检测到挡位信号为无效挡位，屏幕会提示“维修倒车影像系统”。

2） 视频信号。视频解码芯片会检测倒车摄像头CVBS信号品质，并设置状态标志位。RVC通过读取视频解码芯片寄存器的状态位来进行判断。当信号无法锁定时，屏幕会提示“维修倒车影像系统”。

2 缺陷工况下问题分析

2.1 RVC模块接收到无效挡位信号

挡位信号是由VIP芯片网络模块从总线获取并传递给RVC模块，再由RVC模块进行判断和显示。通过缺陷工况下总线数据和仪表盘显示的挡位信号，可以确认总线为有效倒挡信号。通过娱乐系统模块内部数据，可以确认RVC接收到挡位变化信号，未出现无效挡位，排除VIP芯片网络模块传输错误。

2.2 RVC模块收到无法锁定信号

根据倒车影像检测示意图可知，摄像头信号品质、线束连接状态、视频解码芯片工作情况都可能导致RVC模块接收到无法锁定信号。通过测量缺陷工况下娱乐系统模块后插座的CVBS信号，确认信号幅度满足要求。排查后插座线束没有发现异常，并且车辆休眠后恢复正常，所以排除线束接触不良的情形。

视频解码芯片工作情况分为两部分。一是视频解码芯片与ARM芯片底层系统传输异常。由于ARM芯片每100ms都会读取视频解码芯片寄存器的状态，因此不会存在一直异常的情况。二是视频解码芯片工作异常。通过串口板对视频解码芯片的寄存器进行读取，确认问题发生时寄存器的设定值没有被写入或被复位，导致晶振不起振。

下面进一步分析视频解码芯片寄存器错误的原因，有如下3种可能情形：寄存器初始化失败、视频解码芯片初始化后异常复位、视频解码芯片正常工作后异常复位。由于该问题是在车辆休眠以后第1次挂倒挡时出现，因此可以排除解码芯片正常工作后异常复位的情形。

接下来分析寄存器初始化失败原因，包括ARM是否有写入，以及写入和存储是否成功。由于缺陷状态下测量视频解码芯片reset PIN为高电平，所以排除ARM芯片未给寄存器写入设定值。同时，缺陷状态下，测量到ARM芯片IIC PIN一直为高电平，因此确认IIC通信异常，导致ARM未成功写入设定值，排除视频解码芯片初始化后异常复位的情形。

3 问题原因确认及优化

根据上述缺陷工况下的分析，问题原因锁定为IIC通信异常。通过时序分析和测试，ARM每一次上电都会对视频解码芯片寄存器进行初始化。当娱乐系统模块第1次上电以后16.6s时，苹果认证芯片开始初始化，占用IIC通道进行数据传输，若此时ARM芯片进入关机reset流程，苹果芯片会异常占用IIC通道。苹果认证芯片异常后始终拉高数据位，导致IIC通道一直为繁忙状态。接下来娱乐系统模块开机，视频解码芯片开始初始化，会出现申请IIC通道失败，导致视频解码芯片寄存器写入失败。

由于苹果认证芯片没有超时机制，不会自动释放IIC通道。为了解决IIC通道繁忙导致倒车影像画面不显示问题，从以下两个方面对问题进行优化：一是ARM上电时先对苹果认证芯片进行初始化，二是视频解码芯片配置寄存器失败时增加IIC Retry机制。目前该优化方案已经应用于量产车上，且无倒车影像相关问题发生。

4 结论

本文根据倒车影像系统组成和倒车影像检测过程，采集缺陷工况下车辆的数据和信号进行分析，定位为IIC通信异常导致该问题发生，通过时序分析和测试，确认为苹果认证芯片异常占用IIC通道导致IIC通道一直繁忙，最后针对问题原因提出了优化方案。本文对问题原因所采用的分析与排查流程对类似倒车影像问题的定位具有借鉴意义。