車載以太網(wǎng)——面向汽車設(shè)計(jì)的EMI挑戰(zhàn)

　　標(biāo)準(zhǔn)CAN電纜具有與非屏蔽雙絞線CAT5電纜相似的特性。測試已證明了通過100m以上CAN電纜實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)長期無差錯傳輸?shù)目尚行?。這兩種電纜之間的主要區(qū)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(shù)據(jù)傳輸。CAN電纜目前用于以太網(wǎng)車載診斷系統(tǒng)(OBD)和閃存更新。這些線纜在正常行駛中可能會被禁用，只有在維修店或生產(chǎn)工廠中才能被激活。

　　用于高速數(shù)據(jù)傳輸(例如汽車應(yīng)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(dá)1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸，性能指標(biāo)類似于CAT6，而非 CAT5。它實(shí)際并非雙絞線，而是一種名為Stern-Vierer(譯作星絞四線)的四絞線。

　　第一款具有受控阻抗的汽車非屏蔽電纜是Kroschu 的FlexRay電纜，它能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)于CAN的EMC性能和信號完整性。雖然存在雙絞線對和Stern-Vierer等電纜類型，標(biāo)準(zhǔn)的FlexRay電纜是指單獨(dú)一個雙絞線。CAT5提供四線雙絞線，其中的所有雙絞線都將用于千兆網(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(dǎo)體LinkMD等電纜診斷技術(shù)，提供了超越以太網(wǎng)定義標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，以解決此類問題。LinkMD電纜診斷技術(shù)利用時域反射計(jì)(TDR)分析雙絞線電纜的常見問題，例如開路、短路和阻抗不匹配。

　　塑料光纖(POF)是傳統(tǒng)CAT5銅線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，早已為汽車制造商所熟知。來自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(qiáng)大、質(zhì)量輕巧，并且像其他光纖一樣，完全不會產(chǎn)生電磁噪音(因沒有散發(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(xù)開展；我們期待著開發(fā)出使用非屏蔽電纜實(shí)現(xiàn)輻射水平要求(至少滿足快速以太網(wǎng))的方法。有些提議的方法需要使用其他調(diào)制技術(shù)，這樣會產(chǎn)生專有的不一致“以太網(wǎng)”。這并不符合以太網(wǎng)的獨(dú)特魅力和成功精髓：通過現(xiàn)場驗(yàn)證、可互操作的開放標(biāo)準(zhǔn)，以及低廉的成本。此類方法不僅要實(shí)現(xiàn)開放性和自由訪問的要求，還涉及數(shù)量眾多的芯片供應(yīng)商。這些方法能否順利成功，還有待觀察。

　　理想的解決方案需要能夠增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)PHY設(shè)備的性能以減少EMI輻射。這些改進(jìn)結(jié)合其他電路板和設(shè)備技術(shù)，為成功提供了現(xiàn)實(shí)機(jī)會，特別是快速以太網(wǎng)的成功。