【導讀】隨著物聯網設備和新的通信協議的增加，構建汽車應用和模塊的工程師面臨著獨特的要求。為了創造堅固可靠的設計，工程師應在設計過程的早期階段考慮 ESD 保護解決方案，以滿足當今汽車芯片組的高靈敏度。此外，工程師應審查并了解這些模塊所需的系統級 ESD 測試。
過去，汽車由許多獨立的電子系統組成。甚至用于制造車輛的裝配線都需要多個獨立的系統進行操作和管理。然而，物聯網(IoT)的出現極大地改變了汽車電子和裝配。以前只能在家庭或辦公室使用的連接，現在可以在現代汽車中使用。汽車本身現已成為通信的中心。
新的協議正在被開發和實施，以提高連通性和促進類似寬帶的汽車通信。雖然連通性的提高使汽車變得更加安全，并為消費者提供了更多的功能，但它也為設計這些模塊的工程師帶來了技術上的挑戰。隨著汽車電路功能變得更加先進，芯片組制造所采用的技術也變得更小更密集。因此，芯片組更加容易受到靜電放電(ESD)的影響。設計工程師需要認識到這些芯片組的獨特的電路保護要求，以確保其在汽車環境中的可靠性。
圖1：車內的Broad R-Reach protocol協議應用
一、新協議的力量
制造商和設計工程師希望利用新的協議來滿足消費者對提高安全性、便利性和移動通信的需求。以下協議尚處于不同的開發和實施階段。
1.V2X提供安全高效的道路行駛
圖2：AHD攝像機在汽車中的兼容性
V2X協議能夠實現車輛與道路基礎設施和其他車輛進行通信，為駕駛員提供增強的安全性和效率。雖然協議概念已經通過測試，但標準和硬件/軟件協調仍在開發之中。
車對車(V2V)通信允許車輛基于其他車輛的速度和位置執行動態計算。當計算結果表明即將發生碰撞時，系統將通知駕駛員或無人駕駛汽車采取回避動作。這種技術可防止車輛撞到其他車輛或行人。美國交通部報告指出，V2V通信可解決高達79%的車輛碰撞事故。
汽車對基礎設施(V2I)通信可以使交通系統收集諸如車輛的速度和移動車輛的方向等關鍵的信息。在高峰時間，系統可以利用這些數據來控制交通燈的計時，實現同步、高效的交通運行。
此外，V2X可以實現基于位置的廣告和宣傳。例如，當駕駛員駛近具體的城市或街區時，他可以基于預設的簡況或偏好收到關于該城市產品和服務的信息。駕駛員沿他的行使路徑可以收到關于零售商店的信息，甚至是符合他口味的餐館信息的通知。
2.BroadR-Reach取代了慢速總線，減少了布線
BroadR-Reach技術目前處于實施的早期階段，它將允許多個車載系統(如信息娛樂和自動駕駛輔助)通過單個、非屏蔽的雙絞線電纜同時訪問高帶寬數據流量。
BroadR-Reach技術的潛在應用包括簡化控制器局域網(CAN)總線網絡上的通信。CAN總線用于與車輛中的許多重要的系統進行通信，包括發電機控制模塊(ECM)、動力系統控制模塊(PCM)、防抱死制動系統、儀表組、氣囊和巡航控制。雖然CAN總線標準是可靠的和容錯的，但是它相對較慢。由于人們期望現代的車輛能夠從車輛中數百個傳感器上收集信息，這可能會產生嚴重的帶寬問題，尤其是當系統中被加入了數字視頻信號時。
作為基于以太網的協議，BroadR-Reach支持100 Mbps的通信，而僅使用兩條通信線路，而不是四條。它可以作為傳輸車輛中各種類型數據的高速鏈路。或者它可以被用來聚集大量的慢速線(例如 CAN 總線)，從而消除了在車輛中布設這些線路的需要。因此，一條BroadR-Reach總線可以取代多條慢速線，減少了安裝在車輛中的線纜總數。線纜的減少可以降低成本，降低整車重量，并且簡化了電纜布線。
3.AHD實現快速、通用的視頻傳輸
AHD 1.0 Tx/Rx正在被開發用以處理來自車輛周圍用于監控和安全的多種類型的高清晰度攝像頭的模擬信號。它能以最小的數據丟失率和25fps/30fps的速度傳輸720p的畫面質量，同時支持COMET和CVBS信號。
雖然攝像頭使用的是模擬信號，但它們必須能夠在車輛的網絡中傳輸高清晰度的視頻。AHD被設計用于傳輸各種高清晰度的視頻信號，要么只能通過復雜的HDMI連接來處理。AHD由于支持多種視頻傳輸協議，被證明是非常通用的，同時向后兼容不會馬上淘汰的傳統模塊。AHD線路可以使用同一塊芯片在同一條線上傳輸新的高速數據以及速度更低的協議。
二、電路保護解決方案的優勢
表1：先進通信協議的汽車電路保護解決方案
圖3：用于 AHD 視頻應用的瞬態電壓抑制(TVS)二極管
隨著物聯網設備和新的通信協議的增加，構建汽車應用和模塊的工程師面臨著獨特的要求。為了創造堅固可靠的設計，工程師應在設計過程的早期階段考慮 ESD 保護解決方案，以滿足當今汽車芯片組的高靈敏度。此外，工程師應審查并了解這些模塊所需的系統級 ESD 測試。表中所示的 ESD 保護解決方案將有助于設計工程師開發符合最新通信協議安全和測試標準的汽車模塊。
三、結論
在物聯網時代，新的協議正在被開發用以提高安全性和促進基于汽車的通信。V2X 旨在幫助車輛與道路和車輛之間進行通信，以防止碰撞和優化交通運行。BroadR-Reach 和 AHD 正在被開發用以提高高速數據傳輸的速度和效率，包括高清晰度的視頻信號。高度敏感的芯片組和對更快數據的需求要求對利用這些新協議的汽車模塊提供卓越的 ESD 保護。緊湊型封裝的低電容、低鉗位 ESD 保護器件將有助于使先進的汽車操作變得安全、可靠和高效。
