Bazı otomobillerde halihazırda yol işaretlerini otomatik olarak tanımlayabilen veya otomobilin kendi şeridinin dışına çıktığını tespit edebilen sistemler bulunuyor. Bunlar, en azından şimdilik yalnızca aracın içindeki ve çevresindeki video sensörleri kullanılarak gerçekleştirilebilecek özelliklerdir.
Otomotiv sektöründe video verilerinin kullanımı ve önemi artıyor olsa da, video verilerinin bir araçta nasıl paylaşılması gerektiğini tanımlayan küresel çapta kabul görmüş standartlar hâlâ mevcut değil. Tercih ettikleri çözümü seçmek hâlâ üreticiye bırakılmıştır. Bu, sırasıyla 6 Gbit/s, 10 Gbit/s ve 13 Gbit/s hızlarını destekleyen APIX, GSML ve FPD-Link gibi tescilli standartları içerir. Ayrıca, 1 Gbit/s'ye varan hızlara sahip otomotiv sınıfı Ethernet'in kullanımı da artıyor.
Bant genişliği ve çözünürlük talebi arttıkça ortalama bir araçta kullanılan video bağlantılarının sayısı da artacaktır. Kısa bir süre önce geri görüş kameraları için son derece iyi olan standart tanımın yerini, yüksek seyahat hızlarında yüksek çözünürlüklü görüntü yakalamayı destekleyen yüksek çözünürlüklü, yüksek kare hızına sahip sensörler alacak.
Tasarım açısından bakıldığında, yüksek hızlı video bağlantısı tasarımının, bu kadar zorlu bir ortamda ihtiyaç duyulan sinyal bütünlüğünün nasıl korunacağını dikkate alması gerekir. Video veri yoluna eklenen her bileşen kayıplara yol açacaktır; bu, kullanılan koaksiyel kablonun seçimini, konektörlerin kalitesini ve sinyalin bağlantının fiziksel arayüzüne (PHY) nasıl yönlendirildiğini etkileyecektir. Sinyal bütünlüğünün korunması çok önemlidir ancak bunun potansiyel ESD darbelerine ve kısa devre gibi arıza koşullarına karşı uygun koruma seviyelerinin eklenmesiyle dengelenmesi gerekir.devre akü rayına. Arayüzün ayrıca 10kV'a kadar geçici voltajlara dayanması gerekir. Kullanılan koruma cihazlarıyla ilişkili ekleme kapasitansının etkisi, sinyal bütünlüğünü etkilemeden koruma sağlamak amacıyla dikkatle değerlendirilmelidir. Bu teknik incelemede daha fazla ayrıntı bulabilirsiniz:
Nexperia_Whitepaper_ESD_Protection_for_Automotive_High-Speed_Video_Links.pdf
Örnek olarak, IC'yi korumak için ESD cihazlarının PHY'ye mümkün olduğunca yakın yerleştirilmesi tavsiye ediliyordu. Bu tavsiye o zamandan beri değişti ve ESD koruması için tercih edilen konum artık korumayı konnektöre mümkün olduğunca yakın yerleştirmek oldu. Bu genellikle Şekil 1'de gösterildiği gibi ESD cihazının artık DC engelleme kapasitörlerinin konnektör tarafında olduğu anlamına gelir. İsteğe bağlı bir ortak mod bobini (CMC) kullanılırsa bu aynı zamanda ESD cihazının PHY tarafından taşınması anlamına da gelir. CMC'nin konnektör tarafına.
Şekil 1 ESD yerleştirme seçenekleri (PPT'de sağlandığı gibi)
Peki neden yaklaşım değişikliği? PHY'nin yanındaki orijinal konumuna bakıldığında, ESD cihazının PHY'nin hassas elektronik devrelerini korumayı amaçladığı açıktır. Ancak bunu yapabilmek için elektrostatik şokun DC engelleme kapasitörlerinden ve CMC'den geçmesi gerekir. ESD korumasıyla ilişkili ekleme kayıpları bu konumda minimum düzeyde olabilir, ancak devrenin diğer bileşenlerini ve parçalarını korumasız bıraktığı açıktır.
Teknik açıdan bakıldığında, ESD koruması için en iyi konum aslında konnektöre mümkün olduğu kadar yakındır. Burada ESD cihazı, devreden ve özellikle PHY'nin kendisinden fiziksel olarak uzaktayken ESD darbesini toprağa sıkıştırabilir. Açık İttifak Özel İlgi Grubu (SIG) tarafından önerilenler gibi otomotiv sektöründeki bazı spesifikasyonların artık ESD korumasının ESD darbesinin PCB'ye girdiği noktaya daha yakın olmasını önermesinin nedeni budur. Amaç, belirli bir bileşen yerine sistemin ihtiyaçlarına göre ESD koruması sağlamaktır. Şekil 2 ESD cihazının konumunun nasıl değiştiğini göstermektedir.
Şekil 2: ESD koruma cihazının fiziksel konumu konnektöre (PPT'de sağlanır) yaklaştırılmıştır.
ESD cihazını konnektöre yaklaştırmak potansiyel olarak devrenin daha büyük bir kısmı için koruma sağlar, ancak konnektör terminallerine yakınlığı nedeniyle başka etkileri de vardır. Bu çıkarımlar, video bağlantıları gibi yüksek hızlı arayüzleri uygulayan otomotiv mühendislerinin yaptığı tasarım seçimlerini şekillendirecek. Bu seçimler, ESD cihazının sağladığı kapasitansla ve bunun mevcut dijital sinyallerin yükselme/düşme sürelerini nasıl etkileyebileceğiyle ilgili olacaktır.
Ayrıca ESD koruma cihazı artık 'dış dünyaya' daha yakın olduğundan farklı tehditlere maruz kalacaktır. Buna, sinyal ile besleme rayı arasında kısa devre oluşmasına yol açabilecek kablodaki olası bir arıza da dahildir. Otomotiv ortamında bu, ESD cihazının terminalleri boyunca arıza olmadan en az 12 V'luk kısa devreye dayanabilmesi gerektiği anlamına gelir. ESD cihazı CMC ve DC engelleme kapasitörlerinin arkasına yerleştirilmişse bu gereklilik artık geçerli değildir. Şekil 1, iki konumdan herhangi birinde kullanılabilecek cihazların bir seçimini içerir ve farklı ters gerilim gerilimini vurgular (VR.W.M.).
Otomotiv tasarımında bir projenin konsept aşamasında simülasyonun önemi giderek artıyor. Nexperia bunu anlıyor ve hem ESD olayının simülasyonunu hem de SI simülasyonunu destekliyor. ESD koruma cihazının değerlendirilmesi SEED (Sistem Verimli ESD Tasarımı) modelleri kullanılarak yapılabilir.
SEED metodolojisini kullanan simülasyon, devrenin geri kalanıyla birlikte arayüzü de dikkate alır. Modeller PHY, CMC ve engelleme kapasitörlerini temsil eden eşdeğer bir devreye dayanmaktadır. ESD korumasının hem statik hem de dinamik davranışı modellenebilir. Tasarım mühendisleri, SEED simülasyonlarını ve modellerini kullanarak ESD devre tasarımı seçimlerini test edebilir ve sonuçları, konsept aşamasında bile doğru ESD koruma cihazını seçmelerine yardımcı olmak için kullanabilirler. Nexperia bu yaklaşımı ESD koruma cihazlarını karakterize etmek ve kontrollü bir elektrostatik deşarjın neden olduğu başlangıç ve artık akımlara karşı nasıl performans gösterdiklerini analiz etmek için kullandı. Nexperia ayrıca Yüksek Hızlı arayüzler ve özellikle video bağlantıları için kullanılanlar da dahil olmak üzere tüm ESD koruma cihazları için S parametresi verileri sağlar. S parametreleri tasarım mühendisleri tarafından kendi sistemlerinin SI simülasyonunda kullanılabilir.
Yüksek hızlı otomotiv arayüzlerinin korunmasında ve SI'sında SEED modellerinin ve simülasyonunun nasıl kullanıldığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu faydalı kaynağa göz atın.
Otomotiv endüstrisine yönelik Nexperia ESD ürünleri hakkında daha fazla bilgi için şu adresi ziyaret edin: https://www.nexperia.com/applications/automotive/multimedia-bus-protection.html