車(chē)載以太網(wǎng)——面向汽車(chē)設計的EMI挑戰

　　標準CAN電纜具有與非屏蔽雙絞線(xiàn)CAT5電纜相似的特性。測試已證明了通過(guò)100m以上CAN電纜實(shí)現以太網(wǎng)長(cháng)期無(wú)差錯傳輸的可行性。這兩種電纜之間的主要區別是，CAN電纜僅部分指定，并且不提供受控的阻抗或絞紐率。這樣就無(wú)法保證EMC性能和信號完整性，所以CAN電纜一般不適用于高速數據傳輸。CAN電纜目前用于以太網(wǎng)車(chē)載診斷系統(OBD)和閃存更新。這些線(xiàn)纜在正常行駛中可能會(huì )被禁用，只有在維修店或生產(chǎn)工廠(chǎng)中才能被激活。

　　用于高速數據傳輸(例如汽車(chē)應用中的LVDS、USB和以太網(wǎng))的電纜示例包括“Leoni 電纜”?！癓eoni 電纜”使用受控的100ohm阻抗進(jìn)行屏蔽，可勝任高達1Gbps的數據傳輸，性能指標類(lèi)似于CAT6，而非 CAT5。它實(shí)際并非雙絞線(xiàn)，而是一種名為Stern-Vierer(譯作星絞四線(xiàn))的四絞線(xiàn)。

　　第一款具有受控阻抗的汽車(chē)非屏蔽電纜是Kroschu 的FlexRay電纜，它能夠實(shí)現優(yōu)于CAN的EMC性能和信號完整性。雖然存在雙絞線(xiàn)對和Stern-Vierer等電纜類(lèi)型，標準的FlexRay電纜是指單獨一個(gè)雙絞線(xiàn)。CAT5提供四線(xiàn)雙絞線(xiàn)，其中的所有雙絞線(xiàn)都將用于千兆網(wǎng)絡(luò )，而100Mbps快速以太網(wǎng)則只需使用其中兩對。

　　為了提高可靠性，麥瑞半導體LinkMD等電纜診斷技術(shù)，提供了超越以太網(wǎng)定義標準的解決方案，以解決此類(lèi)問(wèn)題。LinkMD電纜診斷技術(shù)利用時(shí)域反射計(TDR)分析雙絞線(xiàn)電纜的常見(jiàn)問(wèn)題，例如開(kāi)路、短路和阻抗不匹配。

　　塑料光纖(POF)是傳統CAT5銅線(xiàn)電纜的一種替代選擇。這種物理介質(zhì)部署在MOST網(wǎng)絡(luò )中，早已為汽車(chē)制造商所熟知。來(lái)自MOST(包括新的MOST-150)的相同1mm LED POF技術(shù)也可用于100米范圍的 100Mbps快速以太網(wǎng)傳輸。POF性能強大、質(zhì)量輕巧，并且像其他光纖一樣，完全不會(huì )產(chǎn)生電磁噪音(因沒(méi)有散發(fā)輻射)。

　　然而，使用屏蔽電纜或POF的缺點(diǎn)在于成本高昂。目前，研究工作仍在繼續開(kāi)展；我們期待著(zhù)開(kāi)發(fā)出使用非屏蔽電纜實(shí)現輻射水平要求(至少滿(mǎn)足快速以太網(wǎng))的方法。有些提議的方法需要使用其他調制技術(shù)，這樣會(huì )產(chǎn)生專(zhuān)有的不一致“以太網(wǎng)”。這并不符合以太網(wǎng)的獨特魅力和成功精髓：通過(guò)現場(chǎng)驗證、可互操作的開(kāi)放標準，以及低廉的成本。此類(lèi)方法不僅要實(shí)現開(kāi)放性和自由訪(fǎng)問(wèn)的要求，還涉及數量眾多的芯片供應商。這些方法能否順利成功，還有待觀(guān)察。

　　理想的解決方案需要能夠增強標準以太網(wǎng)PHY設備的性能以減少EMI輻射。這些改進(jìn)結合其他電路板和設備技術(shù)，為成功提供了現實(shí)機會(huì )，特別是快速以太網(wǎng)的成功。