专访 | 通过提高元件选择效率支持引入高速车载网络的PoC方式（下篇）

我们在上篇介绍到使用村田开发的BIST后，任何人都能轻松地选择合适的元件。

下面的专访内容，将从车载摄像头设计人员的角度，介绍如何让为复杂的偏置T电路选择元件变得更简单？最后附上介绍偏置T电感设计辅助工具使用方法的视频供读者参考。

在选择构成偏置T电路的元件时，有许多现象需要考虑

在引入可以用单根同轴电缆连接车载摄像头的PoC时，需要设计可以彻底分离信号和电源的偏置T电路。然而，此时使用的电感器无法简单地选择。使用村田开发的BIST后，任何人都能轻松地选择合适的元件。
在车载摄像头中使用PoC正在获得越来越多的关注。请告知PoC的采用状况。
已有很多OEM和Tier1采用了PoC，引入了采用PoC的车载摄像头系统的汽车已从数年前开始投放市场。
PoC必不可少的偏置T电路应该遵守哪些标准？
开发和提供支持PoC的SerDes接口芯片的IC制造商定义了该公司产芯片稳定工作的信号线透射特性（S21）、反射特性（S11）和S21/S11等标准。此外，OEM可能会制定自己的标准并要求Tier1执行，这些标准比IC制造商定义的标准更严格。在选择构成偏置T电路的元件时，必须同时考虑到这些特有的标准来选择元件。
选择元件时应注意哪些要点？
为了选择作为偏置T电路能可靠地工作的元件，必须考虑到电路中出现的许多现象。
首先，将多个电感器串联以创建宽带滤波器时，会出现反谐振^*7。为了抑制反谐振，需要添加与电感并联的电阻，但反谐振以外的特性会变差。因此，为了获得所需的滤波器特性，必须选择具有适当电阻值的元件。
此外，由于电感器和电路板内饰之间产生的寄生电容的影响，也会出现反谐振。偏置T电路的特性会因电路板的种类和排列方式而变化。在选择高精度元件时，需要考虑各元件的寄生电容，选择能够在抑制反谐振的同时尽量减少元件数量的元件。
^*7 反谐振是指由于电感器的电感和电感器本身与电感器和基板之间随着频率的增加而产生的寄生电容导致阻抗（对交流电的电阻）变得非常高的现象。如果在PoC中出现这种现象，则可能无法稳定供电。

在设计偏置T电路时从客户的角度追求易用性

为什么会想到开发为选择构成偏置T电路的元件提供支持的BIST？

考虑到PoC的应用范围将会扩大，村田为客户开发的车载摄像头系统分别提出了适用的电感器方案。然而，从接到提案要求到完成元件选择，工程师需要花3到5天的时间。刚开始时，由于提案件数很少，因此可以应对，但随着提案件数的增加，逐渐变得无法全部应对。因此，我们想到了将公司内部的工程师拥有的元件选择技能做成工具，以便让任何人都能选择合适的元件。

也就是说刚开始是打算在公司内部使用的，那为什么后来又想将该工具公开发布呢？

这是因为我们认为客户和村田公司内部一样在选择元件时很困难。BIST是基于将其发布的前提而开发的，我们的目标是使其成为即使缺乏专业知识也易于使用的工具。

为了更加易于使用，你们在哪些方面做了努力？

我们非常重视通过很少的输入项找到村田产品中最佳的电感器组合。在我们开发的BIST中，只要指定视频数据信号的频率、直流电源的电流值和使用环境的温度，即可通过单击来显示村田产品中最佳的电感器组合（下图）。

BIST中的条件设定界面
此外，我们还特别注意在输入后瞬间找到并显示理想的解决方案。以循环方式考虑组合村田的电感产品时，需要计算超过100亿个的偏置T电路，无法在现实的时间内得到理想结果。因此，通过开发一种结合了村田工程师拥有的元件选择技能的算法，并建立了一种高速处理大量产品数据的方法，我们能够在大约1秒钟内拿出答案。

通过上传客户特定的电路板信息，也可进行高精度的元件选择

客户是否可以加上实际使用的电路板上的信息来选择元件？

可以。

首先，（S21、S11等）客户特有的标准通过上传文件就能选择符合这些标准的元件。此外，电路板信息的初始值中输入了村田的评估电路板特性，但是通过输入客户的电路信息，即可在考虑电路板上的杂散电容的基础上,在村田产品中选择最佳元件 。通过使用这些功能，可以更高精度地选择元件。相反，BIST计算出的特性与实际电路板的特性之间的差异也可以通过改变电路板信息来帮助调查原因。

顺便说一下，选择元件时进行的仿真可以针对3种类型的电路。(1) 包含电缆的偏置T电路，(2) 无电缆的偏置T电路，(3) 只有电感器部分的电路（下图）。

可作为仿真对象的3种电路
作为BIST的输出，可以获得什么样的信息？

显示可在宽带范围内获得村田产品中最佳特性的电感器和铁氧体磁珠的组合（下图）。近年来，车载摄像头已经小型化，因此不仅可以找到理想的组合，还可找到将摄像头侧安装面积设为超小、在ECU侧获取超大余量的组合。

BIST组件设定和所选元件的型号显示

此外，还可以获得所需特性（S21/S11）和所选元件的频率特性比较、元件数量、所选元件的贴装面积、总电阻值等信息（下图）。输出数据的S参数和SPICE电路文件等可以作为数据下载，供用户在仿真中使用。

显示使用所选元件的偏置T电路特性和元件尺寸等

希望能将使用PoC选择元件推广到工业设备

BIST未来如何进化和发展？

我们希望将其使用范围扩展到处理电力电压更高的工业电机应用。基于SerDes的PoE^*8还用于机器视觉，这些机器视觉用于工厂生产线上的质量检测。在这些领域的摄像头系统设计中，元件选择的问题也与用于车载时相同，并且使用BIST是有效的。

^*8 PoE是Power over Ethernet的缩写。它是一种通过1根以太网电缆（LAN电缆）同时实现数据通信和对电子设备进行供电的技术。广泛应用于监控摄像头、路由器、IP电话等。最大供电为15.4W的技术已被作为“IEEE802.3af”、30W的技术已被作为“IEEE802.3at”（也叫PoE ）、90W的技术已被作为“IEEE802.3bt”（也叫PoE ）标准进行标准化。
此外，目前可以使用特性最佳组合或元件尺寸最小组合在村田产品中进行选择，我们希望能提供更加多样化的选择方案。已有客户希望知道价格最低的元件组合。

选择PoC元件时必不可少的BIST

今后，不仅在汽车上，而且在推进数字化转型（DX）的工业设备上，先进摄像头系统的使用将更加活跃。PoC的应用领域将越来越广，在选择组成偏置T电路的元件时可以减少工作量的BIST的重要性也越来越高。
随着元件选择数量的增加，缺乏对偏置T电路中出现的现象进行详细考虑所需要的知识和技能的系统开发人员数量预计将会增加。此外，随着应用系统的规格变得更加多样化，选择时的视角将变得更加多样化，因此，可能需要进行更加高级的判断。
不过，虽然选择适当的元件是设计高可靠性偏置T电路必不可少的作业，但并不能说它本身就是一项高附加值作业。在村田公司内部，BIST已成为不可或缺的工具，一些工程师甚至表示：

“ 选择PoC的元件时不使用 BIST是无法想象的。

”
BIST成为我们向开发利用PoC的系统的各位客户强烈推荐使用的一款工具。
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