3  TJA1100应用电路
    双绞线上应用电容祸合实现了信号的隔离。由于汽车环境工况复杂，电磁兼容（EMC）性能要求较高，所以为了应对实际工况下的EMC需求，在信号路径中引入了共模扼流圈，一方面保证能够滤除信号线上的共模电磁干扰，另一方面也要抑制其本身不能向外发出电磁干扰，并且将祸合电容加载在共模扼流圈和插接件之间。同样也是考虑到电磁兼容要求，在VDD （10）、VDDA （3V3）和VDDA（TX）等电源管脚上使用由感性器件和电容搭建的二型滤波电路。而在插接件前端的π型滤波电路将根据电磁兼容实际测试的结果来判断是否使用。

    4  BACK-TO-BACK外围接口电路
    目前，市面上还没有在车载以太网上围绕TJA1100设计的产品。应用恩智浦公司的TJA 1100收发器芯片，利用其针对车载以太网独有的BACK-TO-BACK模式设计PCB电路板，实现标准以太网到车载以太网的数据通信。验证TJA 1 100在车载以太网中收发数据的能力，并由此确定车载以太网在实车环境通信的可能性。同时，为了保证高速信号的信号完整性，以及板卡整体的EMC特性，转换板的PCB采用了4层的叠层设计（即表层和底层为走线层，中间层为电源平面层和地面层，为表层高速信号线提供镜像层）。PCB中关键芯片的布局避开了PCB的中心位置，保证正常范围内的PCB形变不会对器件的焊接产生破坏影响。为了得到板卡更好的EMC特性，表层和底层同样进行了铺铜处理，并通过密集的过孔将表层地平面和中间层的地平面连接到一起。BACK-TO-BACK板设计目标除了验证车载以太网PHY芯片TJA1100外，还可以成为后期车内以太网开发的工具，便于标准以太网设备和车载以太网设备间进行对接。
    在此验证环境中，选择的标准以太网PHY芯片是一款百兆以太网收发器，其具有以下技术特点：①动态的功耗调整；②MII接口电平遵循LVCMOS标准，电压范围从1.6～3.6 V ;③MDI接口自动极性识别；④5×5mm的32pinQFN封装；⑤支持自环回模式；⑥支持与对端连接自协商；⑦－40～85℃的工作温度范围。

    硬件设计中，考虑到MII（媒体独立接口）的传输速率，以及其单线布线的阻抗要求，在数据线以及时钟发送端均进行了源端阻抗匹配，串接了阻抗匹配电阻，满足高速信号传输要求。
    对于TJA 1100的外围电路设计，首先MII接口需要设置工作在Reverse模式下后，其RX相关信号除了时钟信号RXC外，仍为输出模式，保证其既可作为发送传输，又可以在另一端作为信号输入。
    TJA1100作为数模混合功能芯片，其内部MDI收发器等模拟电路部分对供电电源品质要求较高。设计中，由于磁珠有很高的电阻率和磁导率，可以抑制信号线，吸收高频信号，对此，在此电路中通过利用磁珠等感性器件的高频阻抗特性，形成下型滤波电路，对电源管脚进行电源滤波处理，同时也降低了芯片本身对外部电源的高频信号干扰。
    在PCB设计环节，尽量拉近了2个PHY芯片之间的距离，降低MII接口走线长度，保证单端信号容性负载低于15 pF、50 Ω，单端信号走线导致的信号传输延时小于1 ns。由此保障信号稳定高速传输。

    5  BACK-TO-BACK连通性验证
    BACK-TO-BACK模式连通性测试环境包含2台PC机，2块包含BACK-TO-BACK的PCB板。该环境通过1对双绞线将2块PCB板连接，实现车载以太网数据连通。PCB板两端分别连接1台PC机，观察数据传输效果。数据传输正常，证明TJA 1100的BACK-TO-BACK模式可以实现车载以太网的数据传输。

    6   BACK-TO-BACK模式测速验证
    BACK-TO-BACK模式测速环境包含2块IMX6Q开发板。TCP数据包在车载以太网环境下可以正常发出，连通性没有问题，并且传输速率保持在94.2 Mbit/s，与预期的100 Mbit/s传输速率基本无差别。说明将传统以太网转换成车载以太网模式进行传输并应用于车载环境是可行的。

    7 结束语
    根据恩智浦公司研发的车载以太网级专用收发芯片TJA 1100，应用其独有的BACK-TO-BACK模式设计的PCB板，实现标准以太网与车载以太网的数据通信。通过2块PCB板的单对双绞线互连，再通过2台计算机观察车载以太网数据的通信情况，验证TJA1100在车载以太网中收发数据的能力，并由此确定车载以太网在实车环境通信的可能性。
 

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