技术的发展推动汽车行业向电气化、自动驾驶以及共享互联交通的方向发展，这些新兴趋势不仅提高了汽车的数据管理及传输要求，也增加了带宽需求。目前，LIN、CAN-FD和FlexRay等传统车载网络协议已经不能满足这些新兴的应用和技术需求。
针对这些挑战，我们提出了将网络升级为分层同构网络和区域架构，引入汽车以太网作为全局骨干网。这样做不仅能降低成本和减轻线缆重量，还能满足对高速数据传输、数据安全性及灵活性的日益增长的需求。但是，这一改变也要求我们必须使用分立的ESD保护器件，以确保系统级ESD的强大鲁棒性，满足最新要求。
在一系列的博客文章中，我们将重点探讨这些新要求，并介绍汽车以太网的相关知识，包括开放技术联盟为100 MB/s和1GB/s以太网制定的规范。同时，我们也会讨论定制ESD保护解决方案的重要性和具体要求。
开放技术联盟（单对以太网络联盟SIG）是一个由汽车行业和技术供应商组成的非盈利性组织，他们致力于推广以太网作为汽车联网应用的标准。他们的一个重要目标是实现IEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1物理层规范的部署，并制定相关的补充规范，以保证合规性和互操作性。此外，该联盟的成员企业也在合作制定有关线束、开关、ECU等组件的要求和测试规范，进一步完善整个生态系统。
在确保系统级稳健性方面，分立的ESD保护器件扮演了关键角色。与以往汽车以太网系统不同，现在的建议是在CMC和PHY之间根据需要放置分立的ESD保护器件。探究开放技术联盟关于100BASE-T1 MDI网络内ESD保护器件的放置方式，我们发现了一个重要的变化：ESD抑制器件应放置在MDI接口内部，这样可以更有效地保护PHY、共模扼流圈（CMC）以及其他无源器件。
随着ESD保护器件的重新定位，我们也需要重新考虑保护的要求。PHY的ESD保护需要与内部保护特性相匹配，同时，连接器上的保护必须能够应对恶劣环境中的各种挑战，如线缆可能短路到汽车电池等。因此，ESD保护器件需要有大于或等于100 V的ESD触发电压，并能够耐受最少1000次放电，同时保持高信号完整性，具有很低的寄生电容（小于3.5 pF）。
在后续的文章中，我们将进一步讨论开放技术联盟规定的必要测试，如混合模式S参数测量、ESD导致的损坏、ESD放电电流测量以及射频抗扰度测试中不必要的钳位效应。我们也会介绍使用安世半导体参考设计板进行的测量，以及不同ESD保护器件概念的效果。通过这些讨论，我们希望可以为汽车以太网系统提供更全面的保护方案。
现代汽车中大量电子器件的使用大幅提高了汽车网络的传输要求，增加了数据负载。为应对未来的需求，我们需要高速度、高带宽的汽车以太网。这同时也意味着，我们必须采取适当的ESD保护措施，确保我们驾驶时安全无虞。
随着技术持续演进，电气化、自动驾驶、共享“互联”交通成为推动汽车行业发展的重要趋势。新兴的应用和技术还将大幅提高汽车中需要管理和传输的数据负载，从而增加带宽需求。在异构车载网络中，LIN、CAN-FD和FlexRay等现有协议已经不足以满足需求。
将网络升级为分层同构网络和区域架构，并部署汽车以太网作为全局骨干网。此举有望降低成本和线缆重量，亦能满足对极高数据速率以及对数据安全性和灵活性日益增加的需求。但是，这意味着必须采用分立式ESD保护器件，才能达到很高的系统级ESD鲁棒性，从而满足这些应运而生的最新要求。
在本系列博客文章中，我们将重点讨论这些新要求，另外还将介绍汽车以太网，以及开放技术联盟适用于100 MB/s和1GB/s以太网的规范。此外，我们还将讨论定制ESD保护解决方案的重要性和相关要求。
开放技术联盟和ESD保护方案
开放技术联盟（单对以太网络联盟）特别兴趣小组(SIG)是一个非盈利性联盟，主要由汽车行业和技术供应商组成，他们共同倡导将基于以太网的网络作为汽车联网应用中的标准来广泛采用。一个关键目标是实现现有的IEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1物理层规范的部署，同时采用合规性和互操作性的补充规范。此外，开放技术联盟的成员企业还携手合作，制定有关线束、开关、ECU和其他功能的要求和测试规范，从而进一步完善生态系统。
在系统级稳健性和必须考虑的新要求方面，分立式ESD保护器件扮演着至关重要的角色。在以前的汽车以太网系统中，PHY供应商建议根据需要在CMC和PHY之间放置分立式ESD保护器件。进一步探究开放技术联盟提出的100BASE-T1 MDI网络内ESD保护器件的放置方式，可以发现一个重大变化。
ESD抑制器件在100BASE-T1 MDI接口内部的放置方式，开放技术联盟特别兴趣小组(2019)
如果没有ESD保护器件，或者如果该器件位于PHY，则ESD释放的电能将经过CM终端、DC模块和CMC。但是，如果ESD保护器件放置在连接器位置，则它不仅保护PHY，还将保护共模扼流圈(CMC)和无源器件。在这个位置，ESD释放的电能可以立即导向地面，但这种拓扑更改需要完全不同的ESD保护。
重新考虑保护要求
PHY的ESD保护必须与PHY内部保护具有相匹配的特性，连接器上的保护必须能够应对线缆所在的恶劣环境。例如，线缆可能短路到汽车电池等电压源，还会受到高功率共模噪声的影响。因此，ESD保护器件必须具有大于或等于100 V的ESD触发电压，除了满足IEC61000-4-2 level 4标准之外，它们还必须耐受最少1000次放电。在提供增强特性的同时，ESD保护器件还必须提供很高的信号完整性，这就需要很低的寄生电容（小于3.5 pF）。
在后面的文章中，我们将进一步了解开放技术联盟要求的必要测试，例如混合模式S参数测量、ESD导致的损坏、ESD放电电流测量、射频抗扰时不必要的钳位效应。我们还将介绍采用安世半导体参考设计板进行的测量，重点强调不同ESD保护器件概念的效果。
审核编辑：郭婷
