隨著以實現自動化駕駛為目標的新一代車輛的開發蓬勃發展，車輛架構開始發生巨大變化。其中，連接負責高級駕駛輔助系統（ADAS）的ECU之間的車載網絡成為重要因素。
在車載網絡中，車載以太網尤其備受關注，100BASE-T1(100Mbps)、1000BASE-T1(1Gbps)搭載於攝像頭、雷達、激光雷達等傳感器系統中。此外，車載Ethernet的新標準，即數據速率為10Mbps的10BASE-T1S日益受到關注。
應用示例：可能包含執行器系統或傳感器的應用。
10BASE-T1S概述
10BASE-T1S是作為IEEE 802.3cg標準制定的IEEE汽車以太網的最新標準之一，采用UTP這樣的一對無屏蔽的雙芯電纜進行通信。10BASE-T1S與通過100BASE-T1和1000BASE-T1等開關進行網絡構建的1對1點對點連接（圖1）不同，其采用無需開關的多點連接（圖2），從而能實現低成本化。由此，即便隨著電子系統日趨先進，網絡的數量和覆雜性不斷增加，依然能構建更靈活，更快的架構。
在車載網絡中，車載以太網尤其備受關注，100BASE-T1(100Mbps)、1000BASE-T1(1Gbps)搭載於攝像頭、雷達、激光雷達等傳感器系統中。此外，車載Ethernet的新標準，即數據速率為10Mbps的10BASE-T1S日益受到關注。
應用示例：可能包含執行器系統或傳感器的應用。
10BASE-T1S概述
10BASE-T1S是作為IEEE 802.3cg標準制定的IEEE汽車以太網的最新標準之一，采用UTP這樣的一對無屏蔽的雙芯電纜進行通信。10BASE-T1S與通過100BASE-T1和1000BASE-T1等開關進行網絡構建的1對1點對點連接（圖1）不同，其采用無需開關的多點連接（圖2），從而能實現低成本化。由此，即便隨著電子系統日趨先進，網絡的數量和覆雜性不斷增加，依然能構建更靈活，更快的架構。
圖1 100BASE-T1 , 1000BASE-T1(點對點連接)
圖2 10BASE-T1S(多點連接)
總線連接
菊鏈連接
滿足10BASE-T1S規範的產品（共模扼流圈/濾波器）
由於10BASE-T1S采用無開關的多點連接，因此當單根線路上連接有多個ECU時，線束長度、分支引起的輻射及ECU電容成分增大，容易產生通信波形引起的振鈴。因此，應對EMC的共模扼流圈需盡可能減少線路間的雜散電容，並且需要具有良好的模式轉換特性(Sds21、Sds12、Ssd21、Ssd12)的產品。因此，TDK的共模扼流圈線圈在線路間雜散電容和模式轉換特性方面都具有出色的設計，是滿足10BASE-T1S規範的產品。
表1：滿足10BASE-T1規範的共模扼流圈/濾波器
| 產品型號 | 共模扼流圈系數 μH（典型自） @100kHz |
寄生電容 ｐF（最大值） |
直流電阻 Ω（最大值） |
額定電流 ｍA（最大值） |
| ACT1210L-101-2P-TL00 | 100 | 13(參考數值) | 1.5 | 150 |
| ACT1210D-131-2P-TL00 | 130 | 13 | 3.5 | 115 |
| ACT1210L-201-2P-TL00 | 200 | 15(參考數值) | 5.5 | 70 |
| ACT1210E-241-2P-TL00(＊1) | 240 | 10 | 4.1 | 70 |
滿足10BASE-T1S規範的產品（片狀壓敏電阻/陶瓷瞬態電壓抑制器）
應對ESD的元件和共模扼流圈線圈一樣，也有嚴格的規格要求。特別是電容與電容耐受性方面，要求比一般的應對ESD的元件的電容低、電容耐受性公差窄。TDK的應對ESD的元件，即片狀壓敏電阻的最大靜電容量為1.5pF（典型自），電容公差為±0.13pF，並且正在推出具有更低電容和更窄電容耐受性公差的產品。由此，ECU設計可以抑制對通信質量和模式轉換特性的影響，且抗幹擾性強。當然，對ESD的保護性能也很強，符合車載可靠性標準AEC-Q200。總之，作為面向車載以太網的ESD保護元件，TDK的片狀壓敏電阻具有出色的平衡性能。
表2：滿足10BASE-T1規範的片狀壓敏電阻/陶瓷瞬態電壓抑制器
| 產品型號 | 尺寸（長x寬） mm |
壓敏電壓 V（標稱值） @1mA |
靜電容量 pF |
ESD耐受性 IEC61000-4-2 |
| AVRH10C101KT1R2YE8 | 1.0×0.5 EIA0402 |
110(100 to 120) | 1.23(1.1 to 1.36) | 8kV |
| AVRH10C221KT1R5YA8 | 1.0×0.5 EIA0402 |
220(198 to 242) | 1.5(1.37 to 1.63) | 25kV |
S參數
一般情況下，在車載以太網元件的選型和ECU設計需參考模式轉換特性 (Sdc11、Ssd21、Ssd12)、回波損耗 (Sdd11) 和插入損耗 (Sdd21)。這些S參數在IEEE802.3cg中設有標準規定（Sdd11、Sdc11）。此外，OPEN聯盟也在積極制定這些標準。
因此，單個元件的S參數以及組合元件的S參數是設計ECU的一個重要指標。
以下為共模扼流圈與壓敏電阻產品的各項S參數（典型值）。
圖3：Sdd11
圖4：Sdc11
圖5：Sdd21
圖6 ：Scc21
圖7：Ssd21
圖8：Ssd12
模式轉換
差分通信信號通常在差分模式的傳導模式下傳輸，而噪聲則在共模模式的傳導模式下傳輸。有些情況下，受差分通信線路所使用的的電子元件的影響，該傳輸模式可能會從差分模式轉換為共模模式，或從共模模式轉換為差分模式。這種傳導模式的轉換被稱為模式轉換。通過傳導模式的轉換（模式轉換），差分信號轉換為噪聲，或噪聲轉換為差分信號，結果會降低ECU本身的抗噪性，導致ECU出現故障或ECU自身產生噪聲。引起這些的電子元件的影響，一般是由差分通信線路的不對稱性引起的，不對稱性就是電感和靜電電容的差等特性。如圖4、7和8所示，文中介紹的產品具有出色的模式轉換特性。
菊鏈連接中搭載共模扼流圈和片狀壓敏電阻的案例
圖9：10BASE-T1S(多點連接)
IEEE802.3 物理層標準
IEEE802.3cg 10Mbps單對以太網規範的一部分，10BASE-T1S已經制定了10Mbps的操作相關和用於供電的物理層規範及管理參數。
目前正在討論開發物理層規範，以延長電纜長度，增加IEEE802.3DA的10 Mbps單對多點段的節點，並增強控制參數的開發。
＊2：DME: 差分曼徹斯特編碼
總結
在以實現自動化駕駛為目標的新一代車輛中，連接ECU和各設備的車載網絡備受關注。車載以太網對不同的數據速率均設有標準。TDK提供了符合各標準的共模扼流圈和片狀壓敏電阻產品。其中，我們的ACT1210E-241-2P產品專門針對10Base-T1進行了優化，傳輸速度為10 Mbps，樹立了汽車以太網應用元件的新標桿。
對產品有任何疑問或興趣，請洽詢富邦團隊。
目前正在討論開發物理層規範，以延長電纜長度，增加IEEE802.3DA的10 Mbps單對多點段的節點，並增強控制參數的開發。
| 10BASE-T1 | 100BASE-T1 | 1000BASE-T1 | Multi-Gig BASE-T1 | |
| IEEE | IEEE802.3cg | IEEE802.3bw | IEEE802.3bp | IEEE802.3ch |
| 數據速率 | 10Mbps | 100Mbps | 1Gbps | 2.5/5/10Gbps |
| 編碼 | 4B/5B (DME)*2 | PAM3 | PAM3 | PAM4 |
| 通信方式 | 半雙工通信 全雙工通信（可選） |
全雙工通信 | 全雙工通信 | 全雙工通信 |
| 拓撲結構 | 點對點 多點 |
點對點 | 點對點 | 點對點 |
總結
在以實現自動化駕駛為目標的新一代車輛中，連接ECU和各設備的車載網絡備受關注。車載以太網對不同的數據速率均設有標準。TDK提供了符合各標準的共模扼流圈和片狀壓敏電阻產品。其中，我們的ACT1210E-241-2P產品專門針對10Base-T1進行了優化，傳輸速度為10 Mbps，樹立了汽車以太網應用元件的新標桿。
對產品有任何疑問或興趣，請洽詢富邦團隊。