车载以太网——面向汽车设计的EMI挑战

　　标准CAN电缆具有与非屏蔽双绞线CAT5电缆相似的特性。测试已证明了通过100m以上CAN电缆实现以太网长期无差错传输的可行性。这两种电缆之间的主要区别是，CAN电缆仅部分指定，并且不提供受控的阻抗或绞纽率。这样就无法保证EMC性能和信号完整性，所以CAN电缆一般不适用于高速数据传输。CAN电缆目前用于以太网车载诊断系统(OBD)和闪存更新。这些线缆在正常行驶中可能会被禁用，只有在维修店或生产工厂中才能被激活。

　　用于高速数据传输(例如汽车应用中的LVDS、USB和以太网)的电缆示例包括“Leoni 电缆”。“Leoni 电缆”使用受控的100ohm阻抗进行屏蔽，可胜任高达1Gbps的数据传输，性能指标类似于CAT6，而非 CAT5。它实际并非双绞线，而是一种名为Stern-Vierer(译作星绞四线)的四绞线。

　　第一款具有受控阻抗的汽车非屏蔽电缆是Kroschu 的FlexRay电缆，它能够实现优于CAN的EMC性能和信号完整性。虽然存在双绞线对和Stern-Vierer等电缆类型，标准的FlexRay电缆是指单独一个双绞线。CAT5提供四线双绞线，其中的所有双绞线都将用于千兆网络，而100Mbps快速以太网则只需使用其中两对。

　　为了提高可靠性，麦瑞半导体LinkMD等电缆诊断技术，提供了超越以太网定义标准的解决方案，以解决此类问题。LinkMD电缆诊断技术利用时域反射计(TDR)分析双绞线电缆的常见问题，例如开路、短路和阻抗不匹配。

　　塑料光纤(POF)是传统CAT5铜线电缆的一种替代选择。这种物理介质部署在MOST网络中，早已为汽车制造商所熟知。来自MOST(包括新的MOST-150)的相同1mm LED POF技术也可用于100米范围的 100Mbps快速以太网传输。POF性能强大、质量轻巧，并且像其他光纤一样，完全不会产生电磁噪音(因没有散发辐射)。

　　然而，使用屏蔽电缆或POF的缺点在于成本高昂。目前，研究工作仍在继续开展；我们期待着开发出使用非屏蔽电缆实现辐射水平要求(至少满足快速以太网)的方法。有些提议的方法需要使用其他调制技术，这样会产生专有的不一致“以太网”。这并不符合以太网的独特魅力和成功精髓：通过现场验证、可互操作的开放标准，以及低廉的成本。此类方法不仅要实现开放性和自由访问的要求，还涉及数量众多的芯片供应商。这些方法能否顺利成功，还有待观察。

　　理想的解决方案需要能够增强标准以太网PHY设备的性能以减少EMI辐射。这些改进结合其他电路板和设备技术，为成功提供了现实机会，特别是快速以太网的成功。