驾驶员和车辆现在越来越依赖高级驾驶员辅助系统(ADAS)技术。ADAS使用雷达和激光雷达来检测和测距移动物体，但该技术还严重依赖于高质量的视频图像。随着车辆自动化程度提高，将需要来自车载摄像头的更高质量的视频流。
尽管汽车行业对视频数据的使用越来越多，但仍然没有全球公认的标准来定义视频数据在车辆周围的分布方式；每个制造商都选择其
亲睐
的解决方案。一些制造商采用专有标准，如APIX、GSML和FPD-Link，分别提供6Gbps、10Gbps和13Gbps的数据传输速率。此外，以高达1Gbps的速度运行的汽车级以太网的使用也在增加。
实现高速视频链路的一个关键问题是信号完整性，在恶劣的汽车环境中运行时信号完整性可能会降低。添加到视频数据路径的每个组件都会引入损耗：这会影响同轴电缆的选择、连接器的质量以及信号到链路物理接口(PHY)的路由。并且需要实现信号完整性与针对ESD脉冲和故障条件（例如电池电源轨短路）的保护之间的平衡。
视频接口还需要承受高达10kV的瞬态电压。必须仔细考虑与电路保护器件相关的插入电容的影响，以在不损害信号完整性的情况下提供保护。
图1：ESD保护器件位置的两种选择
ESD保护：电路设计注意事项
从技术角度来看，ESD保护的最佳位置是尽可能靠近视频连接器。在这里，ESD器件可以将ESD脉冲钳位到地电平，同时它仍然与电路保持物理距离，尤其是与PHY保持距离。
但是，有效ESD保护的基本原则是根据系统的需求而不是单个组件的需求来设计保护。将ESD器件靠近连接器可能会保护更多的电路，但靠近连接器的端子会产生不需要的副作用：例如，ESD器件引入的电容会影响视频流数字信号的上升和下降时间。
将ESD保护器件放置在连接器附近也会使其更接近外部世界，从而使其暴露于其他威胁。例如，电缆上的故障可能会导致信号和电源轨之间出现短路。在汽车环境中，这意味着ESD器件需要能够承受其端子间至少12V的短路而不会出现故障。如果ESD器件放置在陶瓷多层电容器(CMC)和隔直电容器后面，则情况并非如此。
图1显示了设计人员可以在视频链路上放置ESD保护的两个选择。它包括一系列可用于两个位置的器件：每个位置对器件的反向隔离电压(VRWM)额定值都有不同的要求。
使用仿真以验证保护能力
在汽车ESD保护电路的设计中，不能总是对系统进行物理测试。这意味着在设计的概念阶段，无论是研究ESD事件本身还是系统的信号完整性，进行仿真通常是必不可少的。Nexperia通过其系统高效ESD设计(SEED)模型来支持ESD保护器件的评估。
使用SEED方法的仿真考虑了接口以及电路的其余部分。模型基于等效电路来表示PHY、CMC和隔直电容器。ESD保护的静态和动态行为都可以建模。
借助SEED仿真和模型，设计工程师可以测试他们的ESD电路并使用结果帮助他们在概念阶段尽早选择合适的ESD保护器件。Nexperia已使用这种方法来表征其ESD保护器件，并分析这些器件抵抗受控静电放电引起的初始电流和残余电流的方式。
Nexperia还为其所有ESD保护器件提供其他模型，例如S参数或SPICE数据，设计工程师可以使用这些模型来仿真系统中的信号完整性。
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