ADAS以太网：解决汽车业的挑战

更高（相对传统手工绕组而言），并可提供功能更强且更加一致的性能。

　　有源以太网的使用

　　100BASE-TX 磁性元件对实现性能和输送电力同等重要。根据 IEEE 802.3af/at的"幻象供电法"，已不再需要当前采用的安装额外线缆为远程传感器供电的作法，只需通过磁性元件中心抽头提供的直流电压即可供电。这种方法在汽车应用中使用时也可以进一步优化，并在无需任何额外系统成本的前提下提供所有好处。

　　首先，由于汽车接线是固定的，因此不再需要使用桥接整流器。其次是采用冗余有源以太网控制器配置（可显著降低成本）。由于受电端设备 （PD）——在本案例中指摄像头是固定且功率预算已知，因此无需采用相对昂贵的控制器来和供电端设备 （PSE） 协调功率需求。只需提供标准的 DC-DC 稳压器，即可实现摄像头电源管理解决方案（图 4）。采用 Hyper Light Load™ 技术的麦瑞 MIC28511 60Vin 3A 同步降压稳压器可提供经降压的一次电压，在待机等低输出功率工作的情况下可确保高效率的工作。

图4 标准DC-DC稳压器PoE

　　尽管可进行优化和提高成本效益，但标准汽车应用以太网 PoE 仍可提供由"幻象供电"法所带来的额外好处。摄像头（PD 端）提供共模噪声抑制；PSE （ECU） 发出的噪声或沿双绞线电缆提取的噪声将作为共模噪声与差动以太网信号耦合，从而实现清除。此外，摄像头 （PD） 和 ECU （PSE） 接地之间的电流隔离可防止因电位不同而形成的辐射接地回路；这个问题已经司空见惯。还可通过连接到任何其他 IEEE 802.3af/at PSE 实现互操作性。

　　在当今市场上，100BASE-TX 以太网提供的 PHY 技术的功率已是最低。与基于千兆比特的技术解决方案相较，其功率和成本均降低了三倍之多。IEEE 802.3az 节能以太网 （EEE） 的 KSZ8061 支持为摄像头提供了另一项好处，即在闲置状态下（例如，不传送视频流量时），PHY 可以转换为低功耗睡眠模式。这可以减少功耗达 50% 以上。KSZ8061 以太网 PHY 还可以提供小于 1uA 的工业同类最佳超低待机电流，这是所有电池应用的理想之选。

　　此外，KSZ8061 PHY 还提供一个独特的信号检测输出插口，可用于标示活动链路伙伴的存在（图 5）。可由信号检测电路自动激活和唤醒 PHY 待机模式。此外，也可通过该输出插口关闭处理器和传感器进行电源管理，并为摄像头模块提供小于 1uA 的远程待机和唤醒电流。

　　该远程关闭方案能提供各项重要的好处：

　　与任意以太网供应商链路伙伴实现完全互操作（在 ECU）待机功耗降低

　　使用特殊波形/序列的备选方法常常要求采用专有实施方案，这会限制其实际应用。在消费领域，由供应商驱动的网络唤醒 （WoL） 方法就是一个很好的范例。事实上，该领域很少使用这种方法。从待机功耗角度而言，在物理层上实施检测电路所需的信号处理较少，因而功耗也较少。在该备选范例中，WoL 仍需要 PHY 和部分 MAC 层始终保持通电状态，导致待机功耗达到大约千倍以上。

　　Quiet-WIRE™ 技术采用 KSZ8061 以太网 PHY，此与非屏蔽双绞线相较可减少 EMI 线路辐射，并符合汽车 OEM 标准。可以部署 CAN 或 FlexRay 等低成本线缆。线缆也可以采用手工制造，每个连接器均配备一段最长 5cm，无需使用护套的非绞线部分，从而提供最低成本。

　　有源以太网共模噪声抑制和隔离摄像头接地可降低电噪声，从而优化摄像头传感器图像质量。其中还包括因采用 KSZ8061 低功耗 100BASE-TX 技术而降低热噪声。降低热耗散不仅可改善传感器性能，还可实现更高的稳定性和燃料效率。

　　摄像头解决方案所用的 Quiet-WIRE™ 技术不仅能减少辐射，由于其卓越的电流注入性能，还能提供更出色的抗干扰性能。在 1MHz 到 400MHz 的整个频率范围内，当出现 200mA 噪声电流注入时，PHY 收发器完全未出现任何错误，此超越了 OEM 极限。

　　即使有启用 Quiet-WIRE 辐射过滤，KSZ8061 中增强的 PHY 收发器设计仍可提供最短 130 米的无误差线缆范围。这样的性能对工业和商用车辆非常有益，因为抗干扰性能和线缆范围通常长于 15 米的最大汽车接线长度。

　　为满足后视摄像头等安全关键 ADAS 应用的需求，KSZ8061 能够在 20ms 内完成通电和链接，无需处理器干预。此外，KSZ8061 特有的收发器信号质量指示器 （SQI） 也可以实时持续监控线束质量。

摄像头时钟定时由麦瑞 DSC1001 MEMS 25MHz 振荡器提供。MEMS 技术具有卓越的频率温度稳定度，与晶体振荡器相较下可提供高达 20 倍的故障前平均时间和 500 倍以上的抗冲击性，因此非常适合此类