汽車網(wǎng)絡(luò)的傳輸要求和數(shù)據(jù)載荷持續(xù)大幅增加，這一趨勢還將延續(xù)下去。為應(yīng)對未來的需求，我們需要高速、高帶寬的汽車以太網(wǎng)，這同時也意味著，我們必須采取適當?shù)?a target="_blank">ESD保護措施，確保我們駕駛時安全無虞。通過高效的系統(tǒng)級ESD設(shè)計(SEED)，一種全新的系統(tǒng)級ESD仿真方法，它能幫助開發(fā)出符合行業(yè)要求的新保護器件。

為了滿足對高數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)安全性和靈活性的日益增加的需求，我們需要放棄異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)（LIN、CAN-FD和FlexRay），轉(zhuǎn)而使用同構(gòu)以太網(wǎng)架構(gòu)。

開放技術(shù)聯(lián)盟（單對以太網(wǎng)）特別興趣小組(SIG)的一個關(guān)鍵目標是實現(xiàn)現(xiàn)有的IEEE 100BASE-T1和1000BASE-T1物理層規(guī)范的部署，并制定一些補充協(xié)議規(guī)范以實現(xiàn)彼此間的互通互融。為了實現(xiàn)這一目標同時應(yīng)對汽車中的獨特操作條件，需要將ESD保護器件置于連接器旁邊，而不是置于共模扼流圈(CMC)和PHY之間，這樣不僅能夠保護PHY，還將保護CMC和無源器件。

在《面向ESD抑制器件的IEEE 1000BASE-T1 EMC測試規(guī)范》文檔中，開放技術(shù)聯(lián)盟提出一種名為“ESD放電電流測量”的測量方法。通過該方法可以估算出整體系統(tǒng)級ESD穩(wěn)健性。此項測試可以確定進入PHY的殘余電流，從而確定對應(yīng)于人體模型要求的ESD穩(wěn)健性等級。

SEED提供系統(tǒng)級ESD方法

ESD設(shè)計面臨的一個基本問題是預(yù)測系統(tǒng)級穩(wěn)健性。人們常常誤以為系統(tǒng)級穩(wěn)健性取決于各個組件的穩(wěn)健性。相反，這取決于多方面因素：

系統(tǒng)中最薄弱器件（通常是要保護的SoC）的穩(wěn)健性

保護器件的屬性

信號路徑中的其他元件的屬性

由電路板和安裝導(dǎo)線引起的寄生效應(yīng)

SEED的概念是將所有這些參數(shù)視為等效電路或類似電路的仿真，從而預(yù)測系統(tǒng)級穩(wěn)健性。系統(tǒng)的等效電路表示（包括SoC）與保護器件模型相連接，以評估保護性能。除了基于SPICE的仿真，Verilog-A和基于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)模塊的自定義模型等其他仿真工具可以相結(jié)合以實現(xiàn)系統(tǒng)仿真。

開放技術(shù)聯(lián)盟以太網(wǎng)ESD保護

在開發(fā)行業(yè)首個面向100/1000BAASE-T1汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)的符合開放技術(shù)聯(lián)盟標準的硅基ESD保護時，Nexperia使用高效的系統(tǒng)級ESD設(shè)計(SEED)方法來模擬ESD放電電流測量。

用于ESD放電電流測量參考電路的SEED模型的等效電路框圖。

通過使用SEED方法，Nexperia可以研究外部ESD保護器件的寄生電感、觸發(fā)器、回彈行為等不同參數(shù)對系統(tǒng)級ESD穩(wěn)健性的影響。通過此研究，開發(fā)人員還可以預(yù)測其他無源器件在ESD事件期間遭受的電磁應(yīng)力等級。如需了解有關(guān)如何應(yīng)用該方法的完整描述與說明，請查閱我們的白皮書：運用SEED設(shè)計方法，根據(jù)開放技術(shù)聯(lián)盟100BASE-T1規(guī)范高效預(yù)測ESD放電電流。

最終，我們獲得了面向100/1000BASE-T1以太網(wǎng)的首個真正符合開放技術(shù)聯(lián)盟標準的ESD保護。與變阻器等傳統(tǒng)技術(shù)相比，硅器件提供明顯更高級別的保護，系統(tǒng)級穩(wěn)健性高達30kV，其性能也會隨時間下降。PESD2ETH100-T和PESD2ETH1G-T是現(xiàn)代汽車以太網(wǎng)接口的首選，采用低成本小型SOT23表面貼裝塑料封裝。

審核編輯：郭婷