以太网起初是由Xerox公司创立并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网选用的最通用的通信协议规范，运用载波监听多路访问及抵触检测技能，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上，以太网与IEEE802.3系列规范相相似。除了在工业操控主动化网络范畴已广泛遍及外，以太网的运用也继续扩大到更多工厂的器材和传感器
层。针对工业摄像机和传感器的运用，考虑选用依据以太网的衔接而抛弃模仿或 LVDS 等传统办法的原因或许并不显着。如图 1 所示，摄像机和中心单元的处理本钱较高。但是，许多要害要素终究仍为轿车制造商供给了更低的本钱和更高的功用。
图 1. 摄像机消耗本钱
选用低本钱非屏蔽线缆可显着下降线缆的本钱。此外，依据规范的 100BASE-TX 以太网也无需再运用有源以太网 （PoE） 供给的额定的电力电缆。但是，要了解以太网的真实价值，有必要经过简略的资料清单看到更深的层次。一个衔接办公室、程序、操控和器材层的单一共用网络即能够长途办法辨认、监督和操控网络上的每一个器材。这不光可大幅进步办理功率，下降操作本钱，还能显着下降乃至消除更多显着的机器毛病危险。
摄像机应战
对规划师而言，任何传感器或摄像机运用都面对一些一起的要害应战；小尺度，面向工业和轿车运用的摄像机和传感器商场的开展，催生了越来越多的空间约束要求；低功耗，摄像机传感器发生的热噪声会直接影响图画质量。在缺少所需空间约束的情况下，改进热功耗和更低的功率对到达所需功用至关重要，低噪耗，和热噪声相同，电噪声也会下降传感器图画的质量。此外，还有必要在最好不运用高本钱线缆（例如，光纤电缆或屏蔽线缆等）的前提下到达工业 EMC 的排放要求；高可靠性，能够在极点恶劣的环境下供给必要功用。
为证明规范以太网能契合摄像机体系的需求，麦瑞找来了轿车传感器专业厂商 Silicon Micro Sensors GmbH（First Sensor AG 移动业务部）一起针对要求最严厉的运用，规划出一款小尺度的“即可投产”的轿车和工业级解决计划；1.百万像素 （720p） 级高动态规划 （HDR） 摄像机 ；2.视界规划在 55° 到 190° 之间；3.MJPEG 视频紧缩；4.以太网 AVB 兼容比特流（MJPEG 或 UDP）；5.支撑有源以太网；6.在低本钱非屏蔽双绞线上的速度可逾越 100Mbps；7.到达 IP68 / IP6k9 规范，防水、防刮、防雾；下方图 2 所示的麦瑞/SMS 解决计划基本功用方块图，在一切规范以太网摄像机规划中十分遍及。
图 2. 以太网摄像机功用方块图
解决计划供给 Omnivision OV10635 或 Aptina AR0132AT 图画传感器等两种挑选。飞思卡尔 MPC5604(＄185.0000) 处理器可依据输入的 YUV 数字图画数据进行 MJPEG 紧缩，并经过 MII（媒体独立接口）衔接到麦瑞 KSZ8061 Quiet-WIRE？ 100BASE-TX 以太网 PHY。麦瑞 DS1001(＄1029.6000) MEMs 振荡器供给体系守时。电源管则由经过优化的有源以太网络进行办理。以太网物理层可供给一系列可满意摄像机体系需求的优势。
最少资料清单和小尺度
选用规范的轿车以太网解决计划的一大优势在于，可供给独立于运用的最少规范资料清单，如下图 3 所示。这供给了可逾越任何轿车特定解决计划的规划经济效益，并可构成多供货商形式，使挑选面更广，本钱更低。
图 3. 规范以太网资料清单
物理层由尺度仅有 5mm x 5mm 的麦瑞 KSZ8061 Quiet-WIRE？ 100BASE-TX 以太网收发器供给。有必要保证最低极限的电源滤波，且 PHY 收发器和磁性组件之间的线路接口不需求额定的无源器材，这可在进步信号完整性的一起下降本钱和缩小 PCB 板上的空间。别的也能够运用规范以太网磁性组件。近年来，以太网磁性组件已大为遍及。在此，咱们选用了 TDK 最新推出的轿车和工业以太网磁性组件。ALT4352 系列可支撑外表贴装技能；以绕线机绕制且尺度更小的解决计划，最大高度仅2.9mm，十分合适空间有限的摄像机模块。绕线机绕制磁性的组件不光能够下降本钱，准确性也更高（相对传统手绕线圈组而言），并可供给功用更强且始终如一的功用。
100BASE-TX 磁性组件对完结功用和运送电力平等重要。依据 IEEE 802.3af/at“幻象供电法，已不再需求现在选用的装置额定线缆来为长途传感器供电的作法，只需选用经过磁性组件中心接线头供给的直流电压即可供电。此外，在轿车运用中运用时，这种办法也能够进一步获得优化，并在无需任何额定体系本钱的情况下供给一切好处。首要，因为轿车接线是固定的，因此不再需求运用桥接整流器。其次，选用更多的有源以太网操控器装备也可显着下降本钱。受电端设备 （PD）（在本事例中指摄像机）是固定的且功耗已知，因此无需选用相对贵重的操控器来和供电端设备 （PSE） 和谐功率需求。如图 4 所示，只需供给规范的 DC-DC 稳压器，即可完结摄像机电源办理解决计划。选用 Hyper Light Load？ 技能的麦瑞 M%&&&&&%28511 60Vin 3A 同步降压稳压器可供给已降压的一次电压，这可保证在待机等低输出功率作业的情况下高效作业。
图 4. 免费供给有源以太网
除优化並进步本钱效益，针对轿车运用的规范以太网 PoE 具有由“幻象供电”法所带来的额定优势。摄像机（PD 端）供给共模噪声按捺；PSE （ECU） 宣布的噪声或沿双绞线电缆提取的噪声将做为共模噪声与差动以太网信号耦合借此铲除。此外，摄像机 （PD） 和 ECU （PSE） 接地间的电流阻隔可防止因电位不同而构成的辐射接地回路；这个问题对轿车而言现已习以为常。此外，还可衔接就任何其他 IEEE 802.3af/at 供电端设备来完结互用性。您可自麦瑞获得“Auto-PoE”评价东西以展现该解决计划。
低功耗，高功率
在如今的商场上，100BASE-TX 以太网供给最低的 PHY 技能的功率。与依据 Gigabit 技能的解决计划比较，功耗和本钱均下降了三倍之多。摄像机解决计划还能因可支撑 IEEE 802.3az 节能以太网 （EEE） 的 KSZ8061 而获益。在搁置状况下（即，不传送视频流量时），PHY 能够转换为低功率睡觉形式，该形式可削减 50% 以上的功耗。KSZ8061 以太网 PHY 还能够供给小于 1uA 的业界最佳超低待机电流，这是一切电池备份运用的抱负之选。
图 5. 长途信号侦测唤醒和待机
如上图 5 所示，KSZ8061 PHY 还供给一个共同的信号侦测输出引脚，它可用于标明效果中链路同伴的存在。PHY 待机形式可由信号侦测电路主动发动及唤醒。此外，也可经过该输出引脚封闭处理器和传感器，为摄像机模块供给小于 1uA 的长途待机和唤醒电流来进行电源办理。与提议运用特别波形或形式序列的其他办法比较，这种长途封闭计划具有以下重要优势：1.可与任何以太网供货商链路同伴完结彻底互用（在 ECU）。运用特别波形/序列常常要求选用专属实施计划，这会约束实践运用。在供货商驱动的消费范畴中，运用网络唤醒 （WoL） 办法便是一个很好的比如，但事实上，这个范畴很少运用这种办法。2.待机功耗下降。在物理层上构建侦测电路所需的信号处理较少，因此功耗也较低。在以上比如中，WoL 仍需求 PHY 和部分 MAC 层始终保持通电状况，这会导致待机功耗到达大约千倍以上。
低噪声
选用 KSZ8061 以太网 PHY 的麦瑞 Quiet-WIRE技能与非屏蔽双绞线比较，可削减 EMI 线路辐射并契合轿车和工业规范。规范 10/100BASE-TX PHY 可供给绝无仅有、彻底可编程的整合噪声过滤（可削减辐射）和更超卓的抗干扰功用。除了因选用 KSZ8061 低功耗 100BASE-TX 技能而下降热噪声以外，有源以太网共模噪声按捺和阻隔摄像机接地也可下降电噪声，借此优化摄像机传感器图画质量。下降热耗散不只能改进传感器的功用，还可完结更高的安稳性和燃料功率。
高可靠性
Quiet-WIRE技能不只能削减辐射，其杰出的电流注入 （BCI） 功用还能供给更超卓的抗干扰功用。呈现 200mA 噪声电流注入时，在 1MHz 到 400MHz 的整个频率规划内，PHY 收发器彻底未呈现任何过错，逾越了 OEM 极限。为满意安全要害运用和实时操控运用的需求，KSZ8061 能够在 20ms 内，且无需处理器介入的前提下完结通电和连接。KSZ8061 收发器信号质量指示器 （SQI） 还能够实时继续监控线束质量。摄像机时钟守时是由麦瑞 DSC1001(＄0.7020) MEMs 25MHz 振荡器供给。MEMs 技能具有杰出的频率温度安稳度，与晶体振荡器比较可供给 20 倍的 MTBF（毛病前均匀时刻）和 500 倍以上的抗冲击性。图 6 显现了 DSC1001 MEMs 和石英晶体振荡器之间的输出频率温度安稳度比照。
