探討車載娛樂與輔助系統(tǒng)中連接器趨勢

　　汽車電子設(shè)備的傳統(tǒng)布線方法往往不夠靈活，造成車輛的重量上升，提高成本與操作復(fù)雜程度，而同時(shí)并未帶來相應(yīng)的價(jià)值提升。對于數(shù)字時(shí)代互連技術(shù)進(jìn)步的五個(gè)層次，Molex 做出了充分的詮釋。電子設(shè)備使幾乎每一種車輛功能都成為了現(xiàn)實(shí)。日趨流行的車載信息娛樂系統(tǒng)、集成的智能手機(jī)連接、路線規(guī)劃導(dǎo)航，以及駕駛輔助應(yīng)用，都在將車內(nèi)帶寬與連接性推向新的高度。

　　在十年前，汽車電子設(shè)備的平均成本約占總制造成本的五分之一。到了今天，這一數(shù)字躍升至 30% 至 35%，甚至更高。汽車制造商都意識(shí)到了使用電子設(shè)備來實(shí)現(xiàn)車型差異化所帶來的價(jià)值：汽車買家都希望高端的車載信息娛樂系統(tǒng)、安全功能以及其他功能逐漸成為新車型的標(biāo)準(zhǔn)配置。《消費(fèi)者報(bào)告》最近開展的研究發(fā)現(xiàn)，駕駛員對品牌的忠誠度日益降低，開始趨向于配有標(biāo)準(zhǔn)的“豪華”嵌入式電子設(shè)備的車型。然而，設(shè)備的可靠性與設(shè)計(jì)的復(fù)雜性也至關(guān)重要。根據(jù) 2014 年對車主意見的調(diào)查，過于復(fù)雜的車載信息娛樂設(shè)備成為了最易出現(xiàn)問題的功能。

　　使用端子、電線、線夾、壓刺、密封件和線束裝配板的傳統(tǒng)布線方法往往不夠靈活，使車輛的重量上升，并且也提高了成本與復(fù)雜程度，而并未帶來相應(yīng)的價(jià)值提升。汽車連接器和線纜方面的巨大發(fā)展幫助簡化數(shù)字汽車時(shí)代的設(shè)計(jì)過程。汽車連接器技術(shù)可以節(jié)省內(nèi)部空間，同時(shí)降低車輛內(nèi)精密電子系統(tǒng)的總成本。

　　如上圖所示，在汽車的世界中，連接器的使用趨勢存在五個(gè)迥然不同的層次。對于過去幾代更為傳統(tǒng)的汽車連接器系統(tǒng)來說，每一層次都有其各自不同的挑戰(zhàn)與影響。

　　傳統(tǒng)的“壓刺”方法代表了第一層。密封和非密封連接器解決方案支持信號或電源，端子的接線頭尺寸為 2.8 毫米、1.5 毫米、1.2 毫米、0.64 毫米和 0.50 毫米，設(shè)計(jì)滿足 OEM 的偏好和應(yīng)用需求。塑性功能則可實(shí)現(xiàn)鍵控、端子定位組件 （TPA） 和連接器定位組件 （CPA），并在半鎖緊位置上有所創(chuàng)新，確保配對效果。

　　對帶寬的需求將 CAN、FlexRay、MOST 總線和其他相關(guān)技術(shù)引入了車輛應(yīng)用當(dāng)中。雙絞線則提高了連接器和線束的投入和基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性。從早期簡單的編織后端接的電線跨越到采用高度自動(dòng)化的設(shè)備，在線纜路徑上精密編織并定位拼接連接器，汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)了流程上的改進(jìn)。在大幅改進(jìn)了雙絞線技術(shù)的同時(shí)，布線方式僅僅將連接性能提升了一個(gè)層次。雙絞線技術(shù)實(shí)際上僅僅將第一層使用的相同線纜與連接器系統(tǒng)融合到了一起。

　　屏蔽線纜的應(yīng)用滿足了第四層存在的部分挑戰(zhàn)。同軸線纜最初僅用于 AM/FM 天線應(yīng)用，在第四層當(dāng)中最具特色。最近，隨著 USB 的引入，屏蔽差分雙絞線所帶來的挑戰(zhàn)更為突出，因?yàn)?USB 的功能超越了設(shè)備充電，成為電子設(shè)備與車輛交互的一個(gè)重要接口。USB 可使數(shù)據(jù)通路為駕駛員和乘客提供存儲(chǔ)的數(shù)字音樂、有聲讀物和其他形式的移動(dòng)娛樂。USB 是迄今為止用于車輛的速度最快的數(shù)據(jù)總線，可以提供傳統(tǒng)的第一層連接器所無法實(shí)現(xiàn)的 480Mb/s 的數(shù)據(jù)速率以及所需的屏蔽功能。

　　USB 代表了車載娛樂信息系統(tǒng)領(lǐng)域的巨大進(jìn)步，而同時(shí)串并轉(zhuǎn)化器（并串/串并轉(zhuǎn)換電路）也進(jìn)入了汽車行業(yè)。RGB（紅綠藍(lán)）合并布線一般常部署于個(gè)人電腦和消費(fèi)品應(yīng)用當(dāng)中，可以為內(nèi)置的 GPS 地圖提供增強(qiáng)的控制臺(tái)顯示功能，并可優(yōu)化后座乘客的視頻娛樂效果。

　　屏蔽雙絞線連接系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)分辨率更高的堆棧顯示、備用攝像頭、數(shù)字儀表板、平視顯示，以及擴(kuò)展的客戶便捷端口 （CCP） 功能接收數(shù)字媒體中心獲得頂尖的影音感受。屏蔽雙絞線的通道數(shù)可以增加，用于電路數(shù)更高的汽車連接器。例如，Molex 結(jié)構(gòu)牢固的五針屏蔽式 HSAutoLink 組件具有更佳的屏蔽功能和額外的針數(shù)，滿足汽車領(lǐng)域嚴(yán)格的力學(xué)要求。該系統(tǒng)符合 USCAR-30 標(biāo)準(zhǔn)，針對 OEM 系統(tǒng)認(rèn)證支持 USB 2.0 要求。

　　在傳統(tǒng)的線束裝配中，我們注意到銅纜和屏蔽的成本成為了障礙。過渡到第五層的光纜布線系統(tǒng)，在技術(shù)上的跨越需要慎之又慎。部分從業(yè)者傾向于使用塑料光纖 （POF），雖然成本與復(fù)雜性飆升但卻可以銜接起傳統(tǒng)的銅纜產(chǎn)品和光纖之間的技術(shù)鴻溝。未來的技術(shù)可能會(huì)充分利用 POF 和其他進(jìn)步成果，為光纖和收發(fā)器提供新的技術(shù)路徑。

　　汽車的數(shù)字內(nèi)容并未表現(xiàn)出止步不前或者減少的趨勢。未經(jīng)定義的第三層顯示出行業(yè)正處在技術(shù)變革的狀態(tài)。高度受管的雙絞線說明之前的方法不足以滿足性能越來越高的鏈路分段的要求。后端接雙絞線可產(chǎn)生不一致的線對，這在第二層系統(tǒng)中是不能接受的。通過線纜屏蔽對預(yù)編織雙絞線的固有改進(jìn)，可能會(huì)增加汽車連接系統(tǒng)的成本與復(fù)雜性。包含硅片、線纜和連接器在內(nèi)的端對端的解決方案是可行的，無需使用價(jià)格高昂的屏蔽層，但是需要一定的平衡來滿足物理要求和電氣要求。IEEE 以及行業(yè)內(nèi)的其他規(guī)范都積極參與了推動(dòng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，這可能指明最佳的前進(jìn)道路。
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