第4章：车载以太网物理层基础：100BASE-T1 vs 1000BASE-T1
好，咱们今天聊聊物理层。说白了，就是信号怎么在线上跑起来。
很多刚接触车载以太网的朋友，上来就问：为什么不用普通的RJ45？嗯，这个问题我当年也问过。车载环境不一样，线束重量、成本、EMC（电磁兼容性）都是大问题。所以，单对差分信号线就成了主流。
4.1 单对差分信号线：为什么是“一对”？
传统以太网（比如100BASE-TX）需要两对线，一对发，一对收。车载以太网只用一对线，同时收发。
你可能会想：这不就冲突了吗？
其实不会。它用了混合电路（Hybrid Circuit），类似电话线的原理。发送和接收的信号在同一对线上叠加，靠回波消除（Echo Cancellation）技术把自家的发送信号“滤掉”，只留下对方发来的信号。
我个人的习惯是，在设计PCB时，一定要把这差分对的阻抗控制在100Ω ± 10%。我在一个项目里吃过亏，阻抗没控制好，导致信号反射严重，通信时断时续。后来查了半天，发现是走线宽度和参考层距离没算对。
关键点：
- 单对差分线，同时承载收发信号
- 依赖混合电路和回波消除技术
- 差分阻抗必须严格控制在100Ω
4.2 100BASE-T1 vs 1000BASE-T1：速度与代价
这两个标准，名字看着像，但差别不小。我列个表，你一看就明白。
| 特性 | 100BASE-T1 | 1000BASE-T1 |
|---|---|---|
| 速率 | 100 Mbps | 1 Gbps |
| 编码方式 | 4B/5B + MLT-3 | PAM3 + RS-FEC |
| 最大传输距离 | 15米 | 15米 |
| 典型应用 | 诊断、OTA、摄像头 | ADAS、高带宽传感器 |
| 芯片复杂度 | 低 | 高 |
| 功耗 | 较低 | 较高 |
100BASE-T1 是当前的主流。为什么？因为够用。很多ECU之间的通信，100Mbps已经绰绰有余。而且芯片便宜，设计简单。
1000BASE-T1 呢？它用了更复杂的PAM3编码，还加了前向纠错（FEC）。说白了，就是用更复杂的信号处理，换取更高的速率。我参与过一个ADAS项目，摄像头数据量太大，100BASE-T1扛不住，只能上1000BASE-T1。那会儿调试PAM3信号，真是折腾了好一阵子。
我的建议：
选型时别盲目追高。先算算你的实际带宽需求。如果只是传个诊断报文或升级固件，100BASE-T1完全够用。别为了“看起来高级”而增加成本和设计难度。
4.3 OPEN Alliance TC10：休眠与唤醒
车载网络有个特殊需求：省电。车熄火了，网络不能一直跑着，否则电瓶很快就亏了。
TC10就是干这个的。它定义了一套物理层级别的休眠和唤醒机制。
休眠：
- 链路上没有活动信号持续一段时间（比如3ms），PHY自动进入低功耗模式。
- 此时，PHY几乎不耗电，但还能“听”到唤醒信号。
唤醒：
- 通过发送特定的唤醒脉冲（Wake Pulse）来激活链路。
- 这个脉冲是一串特定的电压变化，PHY检测到后，会重新上电并建立连接。
我曾经在一个项目中，遇到一个问题：休眠后，偶尔会莫名其妙地唤醒。查了很久，发现是电源线上的噪声被PHY误判为唤醒脉冲。后来在PHY的唤醒引脚上加了一个简单的RC滤波，问题就解决了。
避坑指南：
TC10的唤醒脉冲非常短（微秒级），设计时要注意：
- 确保MCU的中断响应足够快，别错过唤醒事件。
- 电源管理电路要能快速响应，从休眠到正常工作，电压建立时间要短。
- 如果多个节点共享一条总线，唤醒逻辑要协调好，避免“唤醒风暴”。
4.4 小结
嗯，这一章内容不少。总结一下：
- 单对差分线是车载以太网的物理基础，靠回波消除实现双向通信。
- 100BASE-T1和1000BASE-T1各有适用场景，别盲目选型。
- TC10休眠唤醒是车载特色功能，设计时注意抗干扰和响应速度。
下一章，咱们聊聊数据链路层，看看MAC和PHY之间怎么配合。到时候我会分享一些调试技巧，都是实战中摸爬滚打出来的经验。