Molex主要高速IVN连接解决方案介绍-电子发烧友网

如今，当你置身于一辆新款汽车的座舱，一定会深切地体会到：今天的汽车正在不断突破固有的“边界”，变得让人感到“陌生”——它不再是一辆单纯的交通工具，而是一个装在轮子上的超大个“智能移动设备”。

之所以有这样的体验，主要源自于汽车在两方面的变化：

一方面，汽车的“内涵”在不断丰富：在汽车内部，越来越多的功能被集成进来，信息娱乐系统、ADAS和自动驾驶、电子仪表盘、多屏/大屏显示、驾驶者疲劳监测、智能门禁……不一而足，从而为用户带来前所未有的驾乘体验。

另一方面，汽车的“外延”也在持续拓展：汽车通过各种无线互连技术（如蜂窝网络、IEEE 802.11p、GPS，以及新兴的NTN非地面网络），与外部的智能交通系统及互联网连为一体，实现真正的“车联万物（V2X）”，由此带来更多创新的车联网应用（如车载远程信息处理、交通信息感知和智能导航），并赋能“软件定义汽车”的实现，通过OTA让汽车功能通过软件升级得以“常用常新”。

值得注意的是，上述这些汽车功能的“跨界”，都会指向一个结果，那就是——汽车作为车联网中的一个信息节点，其产生、处理和传输的数据量将呈现指数级的增长。想要承载这些海量数据的大吞吐量通信和交互，需要一个强大且可扩展的车内网络（IVN）提供支撑；而在架构这样的IVN时，高速、可靠的连接解决方案是不可或缺的一个要素。

高速IVN连接的技术挑战

为车载电子设备及IVN提供高速互连解决方案，不是一个新课题，它一直伴随着汽车电子化和电气化的发展不断演进，各种各样的连接器和线缆构成了车载数据和信息的通路，车载电子设备部署在哪里，这条“路”就会铺设到哪里。

不过，作为数据驱动的、功能和性能快速迭代的新一代汽车，其所需要的“连接之路”与以往相比，肯定有一些特别之处。归纳起来，有以下几个方面：

实现高速数据传输

面对海量数据，“高速”显然是IVN连接方案首要的考量因素。这需要相关的互连产品与时俱进不断优化性能，能够支持各类高速数据传输协议，使其在车载应用中落地。

与此同时，在密集搭载各类电子设备的车辆中，电磁环境会变得更为复杂，EMI电磁干扰的风险也会显著增加，因此如何实现有效的EMI控制，保障高速通信的信号完整性，保持信号质量和合规性，也是高速IVN连接需要解决的一个关键课题。

提供紧凑型连接方案

不难理解，汽车电子功能的扩展，需要更为紧凑和轻量化的连接解决方案，小型化的互连系统在提升空间利用率，实现更高密度数据和电力传输方面发挥着关键作用。

实现高密度的连接，一方面可以通过连接器的设计和材料创新，压缩产品的外形；另一方面，基于可扩展的模块化设计，在同一连接单元中实现多功能的混合连接，也是一个有效的路径。

提升可靠性和耐久性

由于汽车应用环境复杂，且关乎用户安全，因此行业对于车载元器件产品的可靠性和耐久性有更为严苛的要求，涉及防水和防尘、抵御振动和机械应力，以及耐受极端温度冲击等多个方面。

值得一提的是，通常高可靠性与小型化、低成本等特性往往是“不可兼得”的，因此如何平衡各个要素之间的关系，实现更优的解决方案，也是连接器厂商面对的一大挑战。

支持新一代车载电子电气架构

随着功能日趋丰富、系统日益复杂，传统的车载电子电气架构已经无法满足开发要求，因此新一代的区域（Zonal）控制架构应运而生。

所谓区域控制架构，就是将车载电子设备按照其在车辆中的物理位置划分为不同的区域，每个区域由一个中央控制器进行分区管理，这种架构可以更大限度地简化车辆内部布线的复杂性，减少线缆的长度和重量，且提供更强的功能扩展的灵活性。

支持区域控制这一全新架构，需要连接器厂商能够紧跟技术发展的趋势，并且及时响应来自一线车企和开发者的反馈，快速推动产品的迭代。

总之，打造高速IVN连接解决方案，需要处理高数据负载、支持多种通信协议、实现更紧凑的外形、符合严格的汽车级可靠性标准，并能够满足新一代车载电子电气架构开发所需……这些设计要求中，实现一二也许并不难，但如果想要在实际产品设计中做到“面面俱到”，就要考验连接器厂商的专业能力了。

Molex的高速IVN连接方案

作为连接器领域的实力玩家，Molex通过了这样的“考验”，推出了一系列满足未来IVN开发所需的连接器产品。今天，我们就带大家一起来认识其中几款经过市场验证的“明星”产品。

Mini50连接系统

车载电子产品数量的激增，要求在同等的空间内容纳更多电子元器件，这一需求极大地推动了对小型化互连产品的需求。

Molex的Mini50连接系统就是为了满足这样的需求而开发的，其与传统的USCAR 0.64mm连接器相比，可节省50％的空间；而且其0.13-0.35mm2的CTX50端子线夹设计，有助于在保持抓握强度的同时使用更小线径的线缆，实现更紧凑、轻质和低成本的互连方案。

图1：Mini50连接系统（图源：Molex）

考虑到车载电子产品密度的增加，更容易造成装配上的错误，同时高振动的环境也会带来连接可靠性的风险，因此Mini50连接系统在提升产品可靠性上，也采取了一系列创新的优化设计，包括：

在插座外壳中配备独立次级锁闩（ISL）端子固定功能，增强连接的稳固性；

提供连接器定位（CPA）锁拴功能选项，防止连接器意外脱落；

密封型的产品符合IPX8防护等级，满足更严苛的环境应用所需；

采用高温热塑型塑料外壳，耐受260°C的高温，可兼容红外和波峰无铅焊接工艺；

导向结构与公端底座一体注塑，为立式和卧式连接器提供布线和模块设计灵活性；

板对齐和抓板功能，简化了电路板上的底座放置操作，并有助于在焊接操作期间将底座固定在电路板上，以及在连接器插拔期间保护焊接结构。

提供3种防错极性选项（机械、视觉和颜色），可实现有限的定制并避免错配。

正是由于Mini50连接系统可在有限的空间内实现紧凑、可靠的连接，且提供多样化的产品配置和类型，因此广泛适用于车载信息娱乐、照明和暖通空调系统等应用。

图2：Mini50与USCAR 0.64mm连接器相比，可节省约50％的空间（图源：Molex）

HSAutoLink II互连系统

如上文所述，汽车中高性能电子设备数量的增加，要求车载网络提供高速、实时、安全、稳定的连接，与此同时还要考虑支持多种通信协议和应用的需求，以提供更强的可扩展性。这种“既要又要还要”的设计需求，Molex的HSAutoLink II互连系统实现了！

HSAutoLink II连接器和电缆组件为车载网络提供了多功能且强大的高速差分线对连接解决方案，该坚固耐用的小型化汽车级连接器，支持多协议、多功能互连，可谓是一名“六边形战士”。

图3：HSAutoLink II互连系统（图源：Molex）

具体来讲，HSAutoLink II互连系统的优势体现在以下几个方面：

1多协议高速数据传输

HSAutoLink II互连系统可实现高达13.5Gbps的数据传输率，支持DisplayPort、LVDS、USB1.0至3.0 Gen I、FPD-Link I至IV、GMSL1至3和以太网等多种传输协议，不仅适配当今汽车网络需求，更可助力打造面向未来的可扩展架构。

2坚固耐用，性能可靠

HSAutoLink II连接器的设计符合USCAR规范，其压力锁紧机制能有效抵御冲击或振动，保证连接可靠性；连接器定位（CPA）功能既能确保插接牢固又方便用户安装；低插入力螺旋（LFH）端子接口、配合360°全屏蔽插芯设计，提供强大的EMI防护能力，确保高速数据传输的信号完整性。此外，HSAutoLink II 系统还提供密封式连接器和插座，支持IP67级防护等级，定制设计还可达到更高的IP69K等级，以满足各类恶劣环境的应用要求。

3多功能紧凑型设计

HSAutoLink II 系统与其他汽车高速连接器相比，具有明显的小型化优势，且其具有多种高速插针配置和电缆出口选项，在系统设计时PCB空间节省效果显著。此外，HSAutoLink II系统还提供与Mini50端子系统搭配的混合连接选项，以实现更高密度的连接，提升有限空间的利用率，赋能多功能的互连。

图4：HSAutoLink II 系统与其他HSD连接器相比，在节省PCB空间方面优势明显（图源：Molex）

基于这些优势特性，HSAutoLink II 系统已经发展出多种不同型号的产品组合，并提供定制化的解决方案，以满足各类高速、可靠、小型化的汽车互连设计要求，广泛适用于车载摄像头、诊断/数据上传、信息娱乐、导航、远程信息处理、ADAS等领域。

图5：丰富的HSAutoLink II 系统产品组合（图源：Molex）

高速FAKRA-Mini互连系统

如果说HSAutoLink II系统在高速IVN连接领域，是一个综合实力出色的“全能“型选手，那么高速FAKRA-Mini（HFM）互连系统名副其实，主打的就是“高速”二字。

HFM互连系统提供了一种紧凑型、高性能同轴连接解决方案，专为新一代车辆架构而量身定制，与标准FAKRA连接器相比外形更小、处理速度更快——空间节省了80%，数据传输速率可达28Gbps，频率可达20GHz，适用于ADAS和其他高级、数据密集型应用，如摄像头、车联网（V2X）通信和信息娱乐系统。

图6：高速FAKRA-Mini（HFM）互连系统（图源：Molex）

在实现出色的高速性能的同时，HFM系统也传承了Molex其他车载连接器“高可靠性”的技术基因：连接器强大的锁定功能可在易受振动和温度大幅波动的汽车运行环境中实现一致的连接性和长期可靠性；集成式二级锁（ISL）和可选的连接器位置保证（CPA）功能，提供稳固的保持力；密封型产品则通过防止液体和水分侵入，增强其在恶劣环境中的耐用性。