以太網(wǎng)起初是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)及沖突檢測(cè)技術(shù)，并以10M/S的速率運(yùn)行在多種類(lèi)型的電纜上，以太網(wǎng)與IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)相類(lèi)似。除了在工業(yè)控制自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域已廣泛普及外，以太網(wǎng)的應(yīng)用也繼續(xù)擴(kuò)大到更多工廠(chǎng)的器件和傳感器層。針對(duì)工業(yè)攝像機(jī)和傳感器的應(yīng)用，考慮采用基于以太網(wǎng)的連接而放棄模擬或 LVDS 等傳統(tǒng)方法的原因可能并不明顯。如圖 1 所示，攝像機(jī)和中央單元的處理成本較高。然而，許多關(guān)鍵要素最終仍為汽車(chē)制造商提供了更低的成本和更高的性能。

　　圖 1. 攝像機(jī)耗費(fèi)成本

　　采用低成本非屏蔽線(xiàn)纜可顯著降低線(xiàn)纜的成本。此外，基于標(biāo)準(zhǔn)的 100BASE-TX 以太網(wǎng)也無(wú)需再使用有源以太網(wǎng) （PoE） 提供的額外的電力電纜。然而，要了解以太網(wǎng)的真正價(jià)值，必須通過(guò)簡(jiǎn)單的材料清單看到更深的層次。一個(gè)連接辦公室、程序、控制和器件層的單一公用網(wǎng)絡(luò)即可以遠(yuǎn)程方式識(shí)別、監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)器件。這不但可大幅提高管理效率，降低操作成本，還能顯著降低甚至消除更多明顯的機(jī)器故障風(fēng)險(xiǎn)。

　　攝像機(jī)挑戰(zhàn)

　　對(duì)設(shè)計(jì)師而言，任何傳感器或攝像機(jī)應(yīng)用都面臨一些共同的關(guān)鍵挑戰(zhàn)；小尺寸，面向工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用的攝像機(jī)和傳感器市場(chǎng)的發(fā)展，催生了越來(lái)越多的空間限制要求；低功耗，攝像機(jī)傳感器產(chǎn)生的熱噪聲會(huì)直接影響圖像質(zhì)量。在缺乏所需空間限制的情況下，改善熱功耗和更低的功率對(duì)達(dá)到所需性能至關(guān)重要，低噪耗，和熱噪聲一樣，電噪聲也會(huì)降低傳感器圖像的質(zhì)量。此外，還必須在最好不使用高成本線(xiàn)纜（例如，光纖電纜或屏蔽線(xiàn)纜等）的前提下達(dá)到工業(yè) EMC 的排放要求；高可靠性，能夠在極端惡劣的環(huán)境下提供必要性能。

　　為證明標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)能符合攝像機(jī)系統(tǒng)的需求，麥瑞找來(lái)了汽車(chē)傳感器專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商 Silicon Micro Sensors GmbH（First Sensor AG 移動(dòng)業(yè)務(wù)部）共同針對(duì)要求最嚴(yán)格的應(yīng)用，設(shè)計(jì)出一款小尺寸的“即可投產(chǎn)”的汽車(chē)和工業(yè)級(jí)解決方案；1.百萬(wàn)像素 （720p） 級(jí)高動(dòng)態(tài)范圍 （HDR） 攝像機(jī) ；2.視野范圍在 55° 到 190° 之間；3.MJPEG 視頻壓縮；4.以太網(wǎng) AVB 兼容比特流（MJPEG 或 UDP）；5.支持有源以太網(wǎng)；6.在低成本非屏蔽雙絞線(xiàn)上的速度可超過(guò) 100Mbps；7.達(dá)到 IP68 / IP6k9 標(biāo)準(zhǔn)，防水、防刮、防霧；下方圖 2 所示的麥瑞/SMS 解決方案基本功能方塊圖，在所有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)攝像機(jī)設(shè)計(jì)中非常普遍。

　　圖 2. 以太網(wǎng)攝像機(jī)功能方塊圖

　　解決方案提供 Omnivision OV10635 或 ApTIna AR0132AT 圖像傳感器等兩種選擇。飛思卡爾 MPC5604 處理器可根據(jù)輸入的 YUV 數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行 MJPEG 壓縮，并通過(guò) MII（媒體獨(dú)立接口）連接到麥瑞 KSZ8061 Quiet-WIRE？ 100BASE-TX 以太網(wǎng) PHY。麥瑞 DS1001 MEMs 振蕩器提供系統(tǒng)定時(shí)。電源管則由經(jīng)過(guò)優(yōu)化的有源以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。以太網(wǎng)物理層可提供一系列可滿(mǎn)足攝像機(jī)系統(tǒng)需求的優(yōu)勢(shì)。

　　最少材料清單和小尺寸

　　采用標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)以太網(wǎng)解決方案的一大優(yōu)勢(shì)在于，可提供獨(dú)立于應(yīng)用的最少標(biāo)準(zhǔn)材料清單，如下圖 3 所示。這提供了可超越任何汽車(chē)特定解決方案的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，并可形成多供貨商模式，使選擇面更廣，成本更低。

　　圖 3. 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)材料清單

　　物理層由尺寸僅有 5mm x 5mm 的麥瑞 KSZ8061 Quiet-WIRE？ 100BASE-TX 以太網(wǎng)收發(fā)器提供。必須確保最低限度的電源濾波，且 PHY 收發(fā)器和磁性組件之間的線(xiàn)路接口不需要額外的無(wú)源器件，這可在提高信號(hào)完整性的同時(shí)降低成本和縮小 PCB 板上的空間。另外也可以使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)磁性組件。近年來(lái)，以太網(wǎng)磁性組件已大為普及。在此，我們采用了 TDK 最新推出的汽車(chē)和工業(yè)以太網(wǎng)磁性組件。ALT4352 系列可支持表面貼裝技術(shù)；以繞線(xiàn)機(jī)繞制且尺寸更小的解決方案，最大高度僅2.9mm，非常適合空間有限的攝像機(jī)模塊。繞線(xiàn)機(jī)繞制磁性的組件不但可以降低成本，準(zhǔn)確性也更高（相對(duì)傳統(tǒng)手繞線(xiàn)圈組而言），并可提供功能更強(qiáng)且始終如一的性能。