รถบางคันมีระบบที่สามารถระบุป้ายถนนโดยอัตโนมัติหรือตรวจจับได้เมื่อรถแล่นออกนอกเลนของตัวเอง คุณลักษณะเหล่านี้เป็นคุณลักษณะที่อย่างน้อยในตอนนี้ สามารถรับรู้ได้โดยใช้เซ็นเซอร์วิดีโอภายในและรอบๆ ตัวรถเท่านั้น
แม้ว่าการใช้และความสำคัญของข้อมูลวิดีโอจะเพิ่มขึ้นในภาคยานยนต์ แต่ก็ยังไม่มีมาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับทั่วโลกในการกำหนดวิธีการแชร์ข้อมูลวิดีโอในรถยนต์ ผู้ผลิตยังคงเลือกวิธีแก้ปัญหาที่ต้องการ ซึ่งรวมถึงมาตรฐานที่เป็นกรรมสิทธิ์ เช่น APIX, GSML และ FPD-Link ซึ่งรองรับความเร็ว 6 Gbit/s, 10 Gbit/s และ 13 Gbit/s ตามลำดับ นอกจากนี้ การใช้อีเทอร์เน็ตเกรดยานยนต์ที่มีความเร็วสูงถึง 1 Gbit/s ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
เมื่อความต้องการแบนด์วิดท์และความละเอียดเพิ่มขึ้น จำนวนลิงก์วิดีโอที่ใช้ในรถยนต์ทั่วไปก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ความละเอียดมาตรฐานซึ่งใช้ได้ดีกับกล้องถอยหลังเมื่อไม่นานนี้เอง จะถูกแทนที่ด้วยเซ็นเซอร์อัตราเฟรมสูงที่มีความละเอียดสูงซึ่งรองรับการจับภาพที่มีความละเอียดสูงขณะเดินทางด้วยความเร็วสูง
จากด้านการออกแบบ การออกแบบลิงค์วิดีโอความเร็วสูงจำเป็นต้องพิจารณาถึงวิธีการรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณที่จำเป็นในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายเช่นนี้ ทุกองค์ประกอบที่เพิ่มลงในเส้นทางข้อมูลวิดีโอจะทำให้เกิดการสูญเสีย ซึ่งจะส่งผลต่อการเลือกใช้สายโคแอกเซียล คุณภาพของตัวเชื่อมต่อ และวิธีที่สัญญาณถูกส่งไปยังอินเทอร์เฟซทางกายภาพของลิงก์ (PHY) การรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง แต่สิ่งนี้จำเป็นต้องสมดุลด้วยการเพิ่มระดับการป้องกันที่เหมาะสมกับพัลส์ ESD ที่อาจเกิดขึ้นและสภาวะความผิดปกติ เช่น สัญญาณสั้นวงจรไฟฟ้า ไปที่รางแบตเตอรี่ อินเทอร์เฟซยังต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวได้ถึง 10kV ผลกระทบของความจุการแทรกที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ป้องกันที่ใช้ต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อให้การป้องกันโดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณ รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถพบได้ในเอกสารไวท์เปเปอร์นี้:
NEXPeria_Whitepaper_ESD_Protection_for_Automotive_High-Speed_Video_Links.pdf
ตัวอย่างเช่น คำแนะนำที่ใช้ในการวางอุปกรณ์ ESD ให้ใกล้กับ PHY มากที่สุด เพื่อป้องกัน IC คำแนะนำนี้เปลี่ยนไปตั้งแต่นั้นมา และตำแหน่งที่ต้องการสำหรับการป้องกัน ESD ตอนนี้คือการวางการป้องกันไว้ใกล้กับตัวเชื่อมต่อมากที่สุด โดยทั่วไปจะหมายความว่าอุปกรณ์ ESD อยู่ที่ด้านขั้วต่อของตัวเก็บประจุ DC blocking ดังแสดงในรูปที่ 1 หากใช้ตัวเลือกทั่วไปโหมด choke (CMC) นี่หมายถึงการย้ายอุปกรณ์ ESD จากด้าน PHY ไปยังด้านขั้วต่อของ CMC
รูปที่ 1 ตัวเลือกสำหรับการจัดวาง ESD (ตามที่ให้ไว้ใน PPT)
เหตุใดจึงเปลี่ยนแนวทาง เมื่อดูจากตำแหน่งเดิมข้าง PHY จะเห็นชัดเจนว่าอุปกรณ์ ESD นั้นมีจุดประสงค์เพื่อปกป้องวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนของ PHY แต่การจะทำเช่นนั้นได้ ช็อตไฟฟ้าสถิตจะต้องผ่านตัวเก็บประจุ DC blocking และ CMC การสูญเสียการแทรกที่เกี่ยวข้องกับการป้องกัน ESD อาจน้อยที่สุดในตำแหน่งนี้ แต่เห็นได้ชัดว่าไม่มีการป้องกันส่วนประกอบและส่วนอื่น ๆ ของวงจร
จากมุมมองทางเทคนิค ตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับการป้องกัน ESD จริง ๆ แล้วอยู่ใกล้กับตัวเชื่อมต่อมากที่สุด ที่นี่อุปกรณ์ ESD สามารถยึดพัลส์ ESD กับกราวด์ในขณะที่ยังคงอยู่ห่างจากวงจรและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง PHY เอง นี่คือเหตุผลที่ข้อกำหนดบางอย่างในภาคยานยนต์ เช่น ข้อกำหนดที่เสนอโดย Open Alliance Special Interest Group (SIG) ในตอนนี้ แนะนำให้การป้องกัน ESD อยู่ใกล้กับจุดที่พัลส์ ESD เข้าสู่ PCB จุดประสงค์คือเพื่อให้การป้องกัน ESD ตามความต้องการของระบบ มากกว่าองค์ประกอบเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่ง รูปที่ 2 แสดงตำแหน่งของอุปกรณ์ ESD ที่เปลี่ยนไป
รูปที่ 2: ตำแหน่งทางกายภาพของอุปกรณ์ป้องกัน ESD ขยับเข้าใกล้ขั้วต่อมากขึ้น (มีให้ใน PPT)
การเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ ESD เข้าไปใกล้กับขั้วต่ออาจช่วยป้องกันวงจรได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม อาจมีนัยอื่นๆ เนื่องจากอยู่ใกล้กับขั้วต่อของขั้วต่อ ความหมายเหล่านี้จะส่งผลต่อตัวเลือกการออกแบบของวิศวกรยานยนต์ที่ใช้อินเทอร์เฟซความเร็วสูง เช่น การเชื่อมต่อวิดีโอ ตัวเลือกเหล่านี้จะเกี่ยวข้องกับความจุที่แนะนำโดยอุปกรณ์ ESD และอาจส่งผลต่อเวลาเพิ่มขึ้น/ลดลงของสัญญาณดิจิตอลที่มีอยู่อย่างไร
นอกจากนี้ เนื่องจากอุปกรณ์ป้องกัน ESD ได้ใกล้ชิดกับ 'โลกภายนอก' มากขึ้น อุปกรณ์ดังกล่าวจึงต้องเผชิญกับภัยคุกคามต่างๆ ซึ่งรวมถึงข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นบนสายเคเบิลที่อาจนำไปสู่การลัดวงจรระหว่างสัญญาณและรางจ่ายไฟ ในสภาพแวดล้อมยานยนต์ นี่หมายความว่าอุปกรณ์ ESD จะต้องสามารถทนต่อกระแสไฟที่ขั้วอย่างน้อย 12 V ได้โดยไม่เกิดข้อผิดพลาด หากวางอุปกรณ์ ESD ไว้ด้านหลังตัวเก็บประจุบล็อก CMC และ DC ข้อกำหนดนี้ใช้ไม่ได้อีกต่อไป รูปที่ 1 ประกอบด้วยการเลือกอุปกรณ์ที่สามารถใช้ได้ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งจากสองตำแหน่ง โดยเน้นที่แรงดันไฟย้อนกลับที่แตกต่างกัน (VRWM).
ในการออกแบบยานยนต์ ความสำคัญของการจำลองระหว่างขั้นตอนแนวคิดของโครงการกำลังกลายเป็นสิ่งจำเป็น Nexperia เข้าใจสิ่งนี้และสนับสนุนทั้งการจำลองเหตุการณ์ ESD และการจำลอง SI การประเมินอุปกรณ์ป้องกัน ESD สามารถทำได้โดยใช้รุ่น SEED (System Efficient ESD Design)
การจำลองโดยใช้วิธีการ SEED จะพิจารณาส่วนต่อประสานกับส่วนที่เหลือของวงจร โมเดลใช้วงจรสมมูลเพื่อเป็นตัวแทนของ PHY, CMC และตัวเก็บประจุแบบบล็อก ทั้งแบบคงที่และแบบไดนามิกของการป้องกัน ESD สามารถสร้างแบบจำลองได้ การใช้การจำลองและแบบจำลอง SEED วิศวกรออกแบบสามารถทดสอบตัวเลือกการออกแบบวงจร ESD ของตน และใช้ผลลัพธ์เพื่อช่วยในการเลือกอุปกรณ์ป้องกัน ESD ที่เหมาะสม แม้ในระยะแนวคิด Nexperia ได้ใช้วิธีการนี้เพื่อกำหนดลักษณะของอุปกรณ์ป้องกัน ESD และวิเคราะห์ว่าอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานอย่างไรกับกระแสเริ่มต้นและกระแสไฟตกค้างที่เกิดจากการปล่อยไฟฟ้าสถิตที่มีการควบคุม Nexperia ยังให้ข้อมูลพารามิเตอร์ S สำหรับอุปกรณ์ป้องกัน ESD ทั้งหมด รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับอินเทอร์เฟซความเร็วสูงและโดยเฉพาะอย่างยิ่งลิงก์วิดีโอ วิศวกรออกแบบสามารถใช้พารามิเตอร์ S ในการจำลอง SI ของแต่ละระบบได้
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการใช้แบบจำลอง SEED และการจำลองในการป้องกันและ SI ของอินเทอร์เฟซยานยนต์ความเร็วสูง โปรดดูแหล่งข้อมูลที่มีประโยชน์นี้
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ ESD ของ Nexperia สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ โปรดไปที่: https://www.nexperia.com/applications/automotive/multimedia-bus-protection.html