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  100BASE-T1和1000BASE-T1的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

  汽車以太網(wǎng)用法靈活，并能顯著提高數(shù)據(jù)速率(與傳統(tǒng)的 CAN HS/FD 相比)，因此能夠橋接各種復(fù)雜的通信域，如圖1所示。這一特性進(jìn)一步強(qiáng)化汽車以太網(wǎng)在未來(lái)車載數(shù)據(jù)通信架構(gòu)中的作用，而在未來(lái)，ADAS、信息娛樂(lè)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)等關(guān)鍵應(yīng)用將在汽車領(lǐng)域內(nèi)顯著增長(zhǎng)。

  ECU通常使用非屏蔽雙絞線(UTP)相互連接，就像在 CAN 或 FlexRay 應(yīng)用中一樣(圖2)。

  這種做法有一些好處，例如使用簡(jiǎn)單、成本低。但是，應(yīng)該考慮到非屏蔽電纜可能會(huì)出現(xiàn)電磁噪聲耦合方面的問(wèn)題。在真實(shí)的汽車線束中，不同的電纜會(huì)組合成一束電纜，因此它們之間存在一定的干擾風(fēng)險(xiǎn)。具體而言，在典型總線拓?fù)涞?/span> UTP 內(nèi)，感應(yīng)電氣噪聲可達(dá)到 100 V，這已經(jīng)得到幾個(gè)測(cè)試中心的證實(shí)。在這種情況下，ESD 保護(hù)器件不能觸發(fā)，以避免發(fā)生通信故障和鏈路丟失。這就提出了一項(xiàng)新的要求，即 ESD 保護(hù)器件的觸發(fā)電壓要高于 100 V。

  開(kāi)放技術(shù)聯(lián)盟推薦了一個(gè)包含電子元件的原理圖，如圖 3 所示。

  左側(cè)的收發(fā)器模塊包含物理層接口(PHY)以及一些基本的濾波元件和片上 ESD 保護(hù)。下一個(gè)必須具有的模塊是帶有共模終端的共模扼流圈(CMC)，用于減少不需要的共模，從而減少 EMI。ESD 器件位于連接器附近，它可以在一個(gè)封裝(如SOT23)中包含兩個(gè) ESD 保護(hù)二極管，或者在 DFN1006BD 封裝中為每條單獨(dú)的線路包含兩個(gè) ESD 二極管。在其他類似的原理圖中，ESD 保護(hù)器件放在 CMC 和 PHY 之間。

  注：強(qiáng)烈建議將 ESD 保護(hù)器件直接置于連接器上。在此位置，ESD 電流會(huì)被鉗位至 GND，因此不會(huì)影響 PCB、以太網(wǎng) PHY 或其他元件，如圖 4 所示。此外，根據(jù)100/1000MBase-T1 規(guī)范的要求，觸發(fā)電壓超過(guò) 100 V 的 ESD 保護(hù)器件置于連接器上、CMC 前面時(shí)，可以發(fā)揮更顯著的保護(hù)作用。100BASE-T1 和 1000BASE-T1 之間的主要區(qū)別在于帶寬(分別為 66 Mbps 和 750 Mbps)。因此，它們對(duì)信號(hào)完整性(SI)有一些不同的要求，具體會(huì)體現(xiàn)在一些電路的選擇上。相較于 1000BASE-T1，在 100BASE-T1 中，ESD 保護(hù)器件的器件電容可以略高一些。此外，CMC應(yīng)遵循開(kāi)放技術(shù)聯(lián)盟(OA)關(guān)于 100BASE-T1、1000BASE-T1 和千兆級(jí)應(yīng)用的規(guī)定。本應(yīng)用筆記后面將提供更多相關(guān)信息。