一、前言
汽車技術(shù)正在飛速發(fā)展,曾經(jīng)的科幻小說正在逐漸變成事實 。汽車在進化到半自動駕駛、自動駕駛的過程中,汽車內(nèi)部的電子部件之間,通信需求會越來越頻繁,需要的數(shù)據(jù)傳輸量也會呈指數(shù)級增長,CAN 總線已經(jīng)不能滿足進化的需求了。
車載以太網(wǎng)不僅具備了適應(yīng)ADAS、影音娛樂、汽車網(wǎng)聯(lián)化等所需要的帶寬,而且還具備了支持未來更高性能的潛力(如自動駕駛時代所需要的更大數(shù)據(jù)傳輸)。它將成為實現(xiàn)多層面高速通信的基石,相對于20世紀90年代的控制器局域網(wǎng)(CAN)革命,它的規(guī)模將更大,意義將更深遠。
二、概念
1.車載以太網(wǎng)概述
車載以太網(wǎng)是用于連接汽車內(nèi)各種電氣設(shè)備的一種物理網(wǎng)絡(luò)。車載以太網(wǎng)的設(shè)計是為了滿足車載環(huán)境中的一些特殊需求。例如:滿足車載設(shè)備對于電氣特性的要求(EMI/RF);滿足車載設(shè)備對高帶寬、低延遲以及音視頻同步等應(yīng)用的要求;滿足車載系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)管理的需求等。因此可以理解為,車載以太網(wǎng)在民用以太網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上,改變了物理接口的電氣特性,并結(jié)合車載網(wǎng)絡(luò)需求專門定制了一些新標(biāo)準(zhǔn)。
2.汽車內(nèi)部根據(jù)用途使用各種不同的接口標(biāo)準(zhǔn)。
表1:汽車所用的通信方式
表2:車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
三車載以太網(wǎng)存在的問題
1.以太網(wǎng)等差分信號傳輸中因各種原因共模電流會產(chǎn)生噪聲。
2.以太網(wǎng)所用的電纜與USB、HDMI等的電纜存在不同。
3.車載設(shè)備的EMC測試標(biāo)準(zhǔn)
與民用產(chǎn)品相比,車載設(shè)備與天線的距離較短且具有更加嚴格的限度值。
四解決措施
1.使用共模扼流圈來解決差分信號的共模噪聲。
(1)當(dāng)有共模成分流過共模電感時,根據(jù)右手定則,會在兩個線圈形成方向相同的磁場,相互加強,相當(dāng)于對共模信號存在較高的感抗;
(2)當(dāng)有差模成分流過共模電感時,根據(jù)右手定則,會在兩個線圈形成方向相反的磁場,相互抵消,相當(dāng)于對差模信號存在較低的感抗。
2.具體推薦使用TLCMI4532-2-510TF。
測定結(jié)果:
五總結(jié)
車載以太網(wǎng)使用容易放出噪聲的非屏蔽電纜,而且需要支持車載噪聲標(biāo)準(zhǔn),因此必須采用共模濾波器進行降噪處理,同時能提升產(chǎn)品的輻射抗擾度。
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