現(xiàn)代汽車中大量電子器件的使用大幅提高了汽車網(wǎng)絡(luò)的傳輸要求，增加了數(shù)據(jù)負(fù)載。為應(yīng)對(duì)未來(lái)的需求，我們需要高速度、高帶寬的汽車以太網(wǎng)。這同時(shí)也意味著，我們必須采取適當(dāng)?shù)?a target="_blank">ESD保護(hù)措施，確保我們駕駛時(shí)安全無(wú)虞。

隨著技術(shù)持續(xù)演進(jìn)，電氣化、自動(dòng)駕駛、共享“互聯(lián)”交通成為推動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。新興的應(yīng)用和技術(shù)還將大幅提高汽車中需要管理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)負(fù)載，從而增加帶寬需求。在異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)中，LIN、CAN-FD和FlexRay等現(xiàn)有協(xié)議已經(jīng)不足以滿足需求。

將網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為分層同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和區(qū)域架構(gòu)，并部署汽車以太網(wǎng)作為全局骨干網(wǎng)。此舉有望降低成本和線纜重量，亦能滿足對(duì)極高數(shù)據(jù)速率以及對(duì)數(shù)據(jù)安全性和靈活性日益增加的需求。但是，這意味著必須采用分立式ESD保護(hù)器件，才能達(dá)到很高的系統(tǒng)級(jí)ESD魯棒性，從而滿足這些應(yīng)運(yùn)而生的最新要求。

在本系列博客文章中，我們將重點(diǎn)討論這些新要求，另外還將介紹汽車以太網(wǎng)，以及開放技術(shù)聯(lián)盟適用于100 MB/s和1GB/s以太網(wǎng)的規(guī)范。此外，我們還將討論定制ESD保護(hù)解決方案的重要性和相關(guān)要求。

開放技術(shù)聯(lián)盟和ESD保護(hù)方案

開放技術(shù)聯(lián)盟（單對(duì)以太網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟）特別興趣小組(SIG)是一個(gè)非盈利性聯(lián)盟，主要由汽車行業(yè)和技術(shù)供應(yīng)商組成，他們共同倡導(dǎo)將基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)作為汽車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)廣泛采用。一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的IEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1物理層規(guī)范的部署，同時(shí)采用合規(guī)性和互操作性的補(bǔ)充規(guī)范。此外，開放技術(shù)聯(lián)盟的成員企業(yè)還攜手合作，制定有關(guān)線束、開關(guān)、ECU和其他功能的要求和測(cè)試規(guī)范，從而進(jìn)一步完善生態(tài)系統(tǒng)。

在系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)健性和必須考慮的新要求方面，分立式ESD保護(hù)器件扮演著至關(guān)重要的角色。在以前的汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)中，PHY供應(yīng)商建議根據(jù)需要在CMC和PHY之間放置分立式ESD保護(hù)器件。進(jìn)一步探究開放技術(shù)聯(lián)盟提出的100BASE-T1 MDI網(wǎng)絡(luò)內(nèi)ESD保護(hù)器件的放置方式，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)重大變化。

ESD抑制器件在100BASE-T1 MDI接口內(nèi)部的放置方式，開放技術(shù)聯(lián)盟特別興趣小組(2019)

如果沒(méi)有ESD保護(hù)器件，或者如果該器件位于PHY，則ESD釋放的電能將經(jīng)過(guò)CM終端、DC模塊和CMC。但是，如果ESD保護(hù)器件放置在連接器位置，則它不僅保護(hù)PHY，還將保護(hù)共模扼流圈(CMC)和無(wú)源器件。在這個(gè)位置，ESD釋放的電能可以立即導(dǎo)向地面，但這種拓?fù)涓男枰耆煌腅SD保護(hù)。

重新考慮保護(hù)要求

PHY的ESD保護(hù)必須與PHY內(nèi)部保護(hù)具有相匹配的特性，連接器上的保護(hù)必須能夠應(yīng)對(duì)線纜所在的惡劣環(huán)境。例如，線纜可能短路到汽車電池等電壓源，還會(huì)受到高功率共模噪聲的影響。因此，ESD保護(hù)器件必須具有大于或等于100 V的ESD觸發(fā)電壓，除了滿足IEC61000-4-2 level 4標(biāo)準(zhǔn)之外，它們還必須耐受最少1000次放電。在提供增強(qiáng)特性的同時(shí)，ESD保護(hù)器件還必須提供很高的信號(hào)完整性，這就需要很低的寄生電容（小于3.5 pF）。

在后面的文章中，我們將進(jìn)一步了解開放技術(shù)聯(lián)盟要求的必要測(cè)試，例如混合模式S參數(shù)測(cè)量、ESD導(dǎo)致的損壞、ESD放電電流測(cè)量、射頻抗擾時(shí)不必要的鉗位效應(yīng)。我們還將介紹采用安世半導(dǎo)體參考設(shè)計(jì)板進(jìn)行的測(cè)量，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)不同ESD保護(hù)器件概念的效果。

審核編輯：郭婷