Molex:为汽车应用选择合适的连接器和线缆的三大要点

当今的车载信息娱乐(IVI)系统令人叹为观止。一些专家将它们描述为带轮子的智能手机,因为它们具有类似的功能,例如高清触摸屏、语音控制和响应、免提操作、GPS导航、无线连接、高速连接器等。

 


 

为了使所有这些奇迹成为现实,汽车现在充满了通过高速网络和总线进行通信的电子芯片和板级系统。不幸的是,这些系统的许多设计人员——无论是用于信息娱乐还是某种程度的自动驾驶——都忘记了选择和实现最佳连接器和电缆的至关重要性。几乎每一个电子系统的都有自己的连接器和相关的电缆要求。

现代车辆由数百个复杂的传感器、信号调节电路、处理器,以及其他与电缆、电线和线束相连的电子设备组成。这些连接中的每一个都需要正确类型的连接器,以满足高速信号和数据带宽的要求,同时消耗尽可能少的功率,还需要小尺寸和承受恶劣汽车环境的能力。

信息娱乐子系统很好地说明了为各种电缆选择和实现最佳连接器的复杂性。不妨思考一下FFC(柔性扁平电缆)和FPC(柔性印刷电路)——在这些组件上构建柔性电缆材料。两者均指的是各种超细扁平电缆类型,它们是笔记本电脑和手机等高密度电子封装的主要组成部分。

此外,RF、USB、低压差分信号(LVDS)、通用线束和同轴电缆还需要其他布线和连接器类型。

在信息娱乐系统的输入/输出部分,模块是各种连接器和电缆组合。例如,高速数据(HSD)连接器用于车辆信息娱乐模块以及相机、消费者端口和显示单元。这些连接器可以与协议1和4通道的LVDS、IEEE 1394、eMOST和USB 2.0结合使用。

信息娱乐系统的通用输入/输出(I / O)连接器包括HSD、FAKRA、USB Micro B、USB Mini B、HDMI、混合电缆、甚至光纤电缆。

为了了解更多有关通过选择最佳的汽车连接器和电缆来构建更好的产品的信息,《Design News》与Molex公司高级技术和市场开发总监Gary Manchester进行了深入探讨。

Design News:为什么当今的汽车电子产品有高速连接器和电缆的趋势?

Gary Manchester:随着汽车开始实施更多的ADAS应用,它对数据和数据分析的需求迅速增长。另外,随着汽车的自动化程度越来越高,对更多信息娱乐功能的需求也会增加。毕竟,驾驶员和乘客都将不再关心实际驾驶车辆的任务。信息娱乐功能的增加还将导致内部和外部汽车网络上数据流量的增加。安全法规、安全要求和5G需求将进一步推动更高速度的信道以及对高速连接器和电缆的需求。

Design News:有哪些特定的汽车应用需要不同类型的高速连接器?

Gary Manchester:高速串行器/解串器(SerDes)驱动的应用继续流行。SerDes是高速通信技术中常用的一对功能块,用于补偿有限的输入和输出电缆和功能。

SerDes应用被用于摄像机、传感器融合、显示器、变速器控制单元(TCU)和引擎控制单元(ECU)的数据聚合。Molex看到对高达15 Gbs的多千兆接口的需求。此外,我们预计25 Gbs或更高的近期汽车架构。如今,满足这些高速连接器和电缆需求的标准组织包括IEEE、ASA、MIPI和VESA。专有技术包括FPD Link和GMSL。

Design News:关于如何最好地将连接器和电缆纳入其设计,您可以与工程师和产品开发人员分享哪些技巧?

Gary Manchester:这将有助于三个步骤:

1、选择最佳互连技术时,请特别注意可伸缩性。毫无疑问,将来将需要增加带宽。此外,工程师和产品开发人员必须计划在几乎不影响成本的情况下满足带宽和数据需求的这些增长。

2、在确定哪种电缆满足各种应用时,不要寻找“一种规格适合所有电缆”。例如,只需关注标准所说的必须通过4个串联连接来支持15米,而不要为数百个不需要串联连接且长度小于15米的链路指定该电缆。确保每个连接器和电缆对都满足手头的需求。

3、最后,在产品设计过程的早期,将连接器供应商带入选择讨论。如果因为信号完整性(SI)或电磁干扰(EMI)问题直到产品开发过程的后期才被认识到,那么会因此花费了数百万美元来解决信道性能问题。

Design News:谢谢,加里。设计人员必须意识到,不同的供应商使用不同的术语来描述他们的高速串行总线,这一点很重要。例如,Molex通过5引脚屏蔽连接器HSAutoLink支持汽车的高速数据。该数据总线也称为USCAR USB,并且满足通用串行总线(USB)2.0的汽车要求。

连接器供应商还在该系列中提供了低压差分信号(LVDS)、汽车用IEEE 1394,FlexRay(ISO 10681-1:2010)、以太网和MOST的连接性。FlexRay,现在为ISO 10681,是由汽车公司联盟开发的,目的是提供比汽车中使用的传统CAN总线更高的总线速度。封装后的组件部署了来自消费市场的经济型五针屏蔽连接器系统,该系统经过加固后可以满足汽车制造商的机械要求,并将USB和其他技术引入车辆信息和娱乐系统。

最后,使用FAKRA(汽车专家组)兼容的连接器,通过同轴电缆连接车辆外部的天线和放大器。这些连接器基于超小型B型(SMB)连接器类型(始于1960年代的同轴RF连接器),用于将同轴电缆连接至车辆中用于GPS、卫星无线电、蜂窝通信和某些FM信号的接收器/收发器。

来源:《Design News 》

高级编辑John Blyler


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