汽車以太網的最初應用通常包括車載診斷係統(OBD)
，它大大縮短了軟件的下載時間。似乎有一種普遍的共識：OBD將轉向基於IP的接口(即以太網的物理層)，而非速度較慢的傳統CAN。展望未來
，“實時”以太網AVB(音頻視頻橋接)將能夠提供高性能的資訊娛樂網絡解決方案
，但是其所麵臨的挑戰，不僅僅是單純的技術問題。即使當汽車停在服務站(即並未行駛)時
，OBD應用同樣可以正常運行。當汽車行駛時
，汽車製造商需要更加嚴格的EMI要求。以太網從未針對此類應用進行專門設計。那麼，這項技術是否能夠應對挑戰?

 

 

工業控製市場已經證明，以太網網絡能夠在極端條件下實現強勁的性能。大部分此類應用通常會麵對較大的溫度變化範圍、劇烈震動
、高EMC輻射以及灰塵或潮濕環境。以太網設備采用低功耗和封裝設計，固此在將發動機環境溫度升高到+85°C(正常溫度)以上時，不會出現散熱問題。例如，麥瑞半導體的 KSZ8041NL AM單端口快速以太網PHY解決方案(符合AECQ-100 標準)，在耐熱增強的5mmx5mm MLF? 封裝內
，僅消耗175mW。KSZ8041NL 係列還提供軍用規格變體
，支持高達125°C的環境溫度。

 

由於工業和汽車市場的需求
，許多新一代以太網設備都具備顯著改善的ESD(靜電放電)性能。這是一個重大的觀念轉變
，以前的辦公應用並不十分重視 ESD 額定值。例如，麥瑞半導體KSZ8041 PHY和KSZ8851控製器係列的HBM(人體模型)ESD 額定值都大於 6KV。評估板也顯示能夠提供大於9kV的接觸ESD和大於16.5kV的空氣ESD 額定值，而不需要任何外部過電壓保護設備。這超越了一般汽車廠商的電磁兼容性(EMC)要求
，例如由寶馬集團標準GS 95002的要求。

 

 

目前行業對電磁幹擾(EMI)性xing能neng的de嚴yan格ge要yao求qiu
，是shi所suo有you汽qi車che電dian氣qi設she備bei都dou要yao麵mian臨lin的de其qi中zhong一yi項xiang最zui嚴yan峻jun挑tiao戰zhan。隨sui著zhe數shu據ju速su度du的de增zeng長chang
，信xin號hao傳chuan輸shu速su度du也ye越yue來lai越yue快kuai，這zhe會hui導dao致zhi更geng高gao的de能neng量liang排pai放fang。行xing業ye麵mian臨lin的de第di一yi個ge挑tiao戰zhan是shi要yao設she定ding以yi太tai網wang技ji術shu的de排pai放fang限xian值zhi和he所suo需xu帶dai寬kuan。

 

就視頻和相機成像傳輸來說，有關100Mbps快kuai速su以yi太tai網wang是shi否fou真zhen正zheng夠gou用yong，或huo是shi否fou需xu要yao推tui進jin千qian兆zhao以yi太tai網wang數shu據ju傳chuan輸shu速su度du，仍reng然ran存cun有you爭zheng議yi。這zhe種zhong選xuan擇ze很hen可ke能neng取qu決jue於yu相xiang機ji應ying用yong程cheng序xu是shi否fou支zhi持chi視shi頻pin壓ya縮suo。

 

圖1顯示以太網電路板的典型輻射特性，使用的是麥瑞半導體的KSZ9021千兆PHY。毫不奇怪
，峰輻射位於參考時鍾的125Mbps諧波位置，超過了典型的OEM限值(此處以FlexRay為例)。

 

 

為保持一致性，如今在汽車運行時，以太網可以使用雙絞線、同軸電纜或塑料光纖(POF)作為屏蔽電纜。標準以太網RJ45連接器和CAT5電纜具備非常強勁的性能，廣泛應用在多個領域中(包含工業領域)。

 

但是
，汽車應用中可能仍會采用(至少在最初階段)現有的供應商特定連接器和接線器。以後將逐漸傾向於采用如ISO 13400中規定的標準化IP診斷接口。以太網PHY(收發器)可靈活使用此類連接器和線纜，而不會使性能顯著降低。下表1列出了CAT5電纜的典型特性。

 

 

標準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電纜實現以太網長期無差錯傳輸的可行性。這兩種電纜之間的主要區別是
，CAN電纜僅部分指定，並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電纜一般不適用於高速數據傳輸。CAN電纜目前用於以太網車載診斷係統(OBD)和閃存更新。這些線纜在正常行駛中可能會被禁用，隻有在維修店或生產工廠中才能被激活。

 

用於高速數據傳輸(例如汽車應用中的LVDS、USB和以太網)的電纜示例包括“Leoni 電纜”。“Leoni 電纜”使用受控的100ohm阻抗進行屏蔽
，可勝任高達1Gbps的數據傳輸，性能指標類似於CAT6，而非 CAT5。它實際並非雙絞線，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，它能夠實現優於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，標準的FlexRay電纜是指單獨一個雙絞線。CAT5提供四線雙絞線，其中的所有雙絞線都將用於千兆網絡，而100Mbps快速以太網則隻需使用其中兩對。

 

 

為了提高可靠性，麥瑞半導體LinkMD等電纜診斷技術，提供了超越以太網定義標準的解決方案，以解決此類問題。LinkMD電纜診斷技術利用時域反射計(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CAT5銅線電纜的一種替代選擇。這種物理介質部署在MOST網絡中，早已為汽車製造商所熟知。來自MOST(包括新的MOST- 150)的相同1mm LED POF技術也可用於100米範圍的 100Mbps快速以太網傳輸。POF性能強大
、質量輕巧，並且像其他光纖一樣
，完全不會產生電磁噪音(因沒有散發輻射)。

 

 

然而，使用屏蔽電纜或POF的缺點在於成本高昂。目前
，研究工作仍在繼續開展；我們期待著開發出使用非屏蔽電纜實現輻射水平要求(至少滿足快速以太網)的方法。有些提議的方法需要使用其他調製技術，這樣會產生專有的不一致“以太網”。這並不符合以太網的獨特魅力和成功精髓：通過現場驗證
、kehucaozuodekaifangbiaozhun，yijidiliandechengben。cileifangfabujinyaoshixiankaifangxingheziyoufangwendeyaoqiu，haishejishuliangzhongduodexinpiangongyingshang。zhexiefangfanengfoushunlichenggong，haiyoudaiguancha。

 

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