如何保护汽车以太网网络

  ，能够满足原始设备制造商(OEM)从域向区域网络架构过渡期间的车内数据通信需求。本文首先讨论各种汽车以太网标准，然后再考虑它们一定要符合的严格静电保护(）的一系列元件，汽车 OEM 可利用这些元件确保车辆网络在发生 ESD 事件时得到全面保护。

  2016 年，开放技术联盟（One PairEthernetNetwork，OPEN）委员会开发了 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 汽车以太网（随后由 IEEE 标准化），主要满足汽车应用与电磁干扰(EMI)和兼容性(EMC)相关的特定要求。2020 年开发的 10BASE-T1S 可实现短距离多点网络拓扑，这一特性使其很适合支持车辆区域架构。目前正在开发汽车以太网的千兆级版本(MGBASE-T1)。表1列出了每种标准的规格。

  与计算设施中部署的以太网版本不同，100BASE-T1 和 1000BASE-T1 汽车以太网标准使用单一非屏蔽双绞线(UTP)连接物理层接口(PHY)，如图1所示。UTP 电缆体积更小、重量更轻、成本更低且易于使用，这些都是汽车 OEM 的关键要求，但其结构却给 EMI 防护带来了额外的挑战。

  在现代汽车中，数百米长的电缆连接着多个管理各种功能的电子控制单元(ECU)。电缆通常捆绑在一起形成线束，这就大幅度提升了出现 EMI 有关问题的可能性。在最坏的情况下，UTP 电缆中的 EMI 电压振幅可高达 100 V，因此以太网网络必须充足稳定，可承受这些峰值。开放技术联盟为汽车以太网网络中的每个节点指定的保护电路如图 2 所示。这包括一个共模扼流圈(CMC)，用于过滤可能耦合到电缆上的不必要的共模噪声，同时还有助于防止潜在的 ESD 破坏性影响。

  ESD 保护器件的关键要求是在低于 100 V 的电压下不应激活，同时为 24 V 工作电压提供至少 15kV 的 ESD 保护（至少耐受1000次放电）。开放技术联盟还建议 OEM 执行一系列附加测试，虽然这些测试对于 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 大体相似，但它们的通过标准不同。其中两项测试旨在测量 ESD 保护器件对信号完整性(SI)的影响，并测量插入损耗(IL)、回波损耗(RL)和共模抑制比(CMMR)。ESD 放电电流测试可量化 ESD 事件期间流入 PHY 的电流，而射频钳位测试则旨在确保节点具有高达 100 V 的电磁兼容性。

  在实际的汽车以太网部署中，ESD 保护的位置和布局至关重要。如图3中的场扫描图所示，该位置应位于连接器处，以确保 ESD 脉冲在连接器处直接被钳位接地，从而为包括 CMC 和 PHY 在内的所有网络电路提供最大保护。

  在脉冲条件下，CMC 可减少对 PHY 的 ESD 应力。当瞬态脉冲击中 CMC 时，它会阻断电流一段时间，时间长短取决于脉冲的电压电平，电压越高，阻断阶段越短。阻断阶段之后是饱和阶段，在此阶段，CMC 的行为就像电感进入饱和状态。一旦达到饱和，它就开始传导电流，CMC 两端的电压开始下降。ESD 器件的封装布线应从始至终保持平直，防止任何接点或弯曲，差分信号的布线应穿过 ESD 器件的焊盘。出于信号完整性的考虑，应防止接点，差分线 Ω。为此，必须将线显示了 Nexperia 针对不一样封装类型推荐的布线 和 DFN 封装 ESD 保护器件的布线选项

  Nexperia 还提供表3所示的符合开放技术联盟 10BASE-T1S 标准的高稳健性器件。它们的触发电压(Vt)超过 100 V，器件

  0.5 pf)，因此数据传输流畅，信号完整性出色。对于双线封装，它们的电容匹配规范为 2%（最大值）。

  Nexperia（安世半导体）总部位于荷兰，是一家在欧洲拥有丰富悠久发展历史的全球性半导体公司，目前在欧洲、亚洲和美国共有15,000多名员工。作为基础半导体器件开发和生产的领跑者，Nexperia（安世半导体）的器件被大范围的应用于汽车、工业、移动和消费等多个应用领域，几乎为世界上所有电子设计的基本功能提供支持。

  Nexperia（安世半导体）为全球客户提供服务，每年的产品出货量超过1,000亿件。这一些产品在效率（如工艺、尺寸、功率及性能）方面成为行业基准，获得广泛认可。Nexperia（安世半导体）拥有丰富的IP产品组合和持续扩充的产品范围，并获得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和ISO 45001标准认证

  声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

  接口卡(NIC) 的接口电路及软硬件实现方法。 当今社会己经进入数字信息技术和

  接口卡的实现 /

  接口 /

  关 /

  方案(BLADE和Voltaire) BLADE和Voltaire携手推出了行业最高密度的10Gb

  终端设备解决方案设计详解 /

  Data Device Corp （DDC）宣布推出用于嵌入式应用的 GigExtreme系列智能千兆

  IO控制器在工业自动化、智能楼宇监控、电力系统、无人值守停车场等工控领域已经实现广泛

  信号的稳定性及传输速率，同时由于网口电缆线都是由室外迁入，线缆杂乱缠绕情况普遍，遇到雷雨天气情况，更容易遭受雷击干扰。因此对于10G（万兆）

  方案 /

  EtherCAT超高速实时运动控制卡XPCIE1032H上位机C#开发（九）

  带32位MCU和高精度ADC的SoC产品-SD93F系列开发指南（九）

  allegro八层板视频，在Allegro软件中如何对走线进行自动圆弧转换呢？