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EMBEDDED 89 • SETTEMBRE • 2023 48 HARDWARE | AUTOMOTIVE adattivo per far fronte alla notevole deviazione parametri- ca del laser VCSEL. Infine, l’aumento della percentuale di rendimento contribuisce alla riduzione dei costi. Una modulazione semplice contribuisce a ridurre il livel- lo di complessità. Per la fibra è stato deciso di adottare la classe OM3, già ampiamente utilizzata nei data center e nelle applicazioni avioniche. Per le sorgenti luminose, sa- ranno adottate solo quelle in grado di garantire economie di scala. Per consentire implementazioni convenienti sono state definite due categorie di connettori. Per quanto riguarda la topologia, sin dall’inizio sono stati considerati collega- menti asimmetrici sia in uplink sia in downlink. L’utiliz- zo delle specifiche Energy-Efficient-Ethernet (EEE) può essere considerata una soluzione appropriata per im- plementare queste caratteristiche. Telecamere, display, sensori e ulteriori dispositivi che utilizzano collegamenti asimmetrici sono stati inclusi come casi di test per la stan- dardizzazione. Un canale laterale OAM sarà disponibile per assicurare l’affidabilità e la gestione dei collegamen- ti. L’assenza di ritrasmissioni significa latenza controllata per la distribuzione di contenuti video. Saranno aggiunti collegamenti simmetrici per le comunicazioni backbone. Il sistema multi-gigabit proposto si attiva in meno di 100 ms. Il BER target è migliore rispetto a 10-12 con una tem- peratura ambiente di funzionamento compresa tra -40 ºC e 105 ºC (AEC - Q100 grado 2) in ambienti automobilistici ostili. Sono inoltre soddisfatti i requisiti degli OEM, con garanzia di alta affidabilità (15 anni di funzionamento) e conformità alle direttive EMC. La tecnologia in via di svi- luppo si basa sull’elaborazione avanzata del segnale digi- tale, che utilizza Convertitori A/D (ADC) e D/A (DAC) ad alta velocità per implementare tutti gli algoritmi necessa- ri come l’equalizzazione e la pre-codifica. Funzionamento del VCSEL Una componente chiave per questo sistema di comu- nicazione è la sorgente di luce. Il Vertical-Cavity Surfa- ce-Emitting Laser (VCSEL) è il dispositivo che meglio soddisfa i requisiti di alta velocità e basso costo tipici dell’applicazione. La tecnologia del dispositivo VCSEL è collaudata, matura ed ottimizzata, e viene ampiamen- te sfruttata in due applicazioni di grande successo: sen- sori ottici per cellulari e comunicazioni dei data center. I VCSEL utilizzati per quest’ultima applicazione possono essere impiegati per le comunicazioni automobilistiche, sfruttando le eccellenti caratteristiche in termini di costi e velocità. Tuttavia, i VCSEL utilizzati nei data center ope- rano in un ambiente decisamente meno ostile rispetto a quello tipico dei veicoli. L’affidabilità della comunicazione deve essere garantita a temperature comprese tra -40 ºC to+105 ºC. Per poter usare il VCSEL in applicazioni auto- mobilistiche è necessario essere in grado di compensare i suoi malfunzionamenti alle alte temperature. Il substrato del VCSEL dovrà poter operare in un intervallo di tem- peratura più elevato, compreso tra -40 e +125 °C, in modo da garantire un margine sufficiente. L’implementazione del sistema proposto può supportare il funzionamento di VCSEL in questo ambito, tenendo anche conto delle possibili variazioni del processo tecnologico utilizzato per realizzare i laser VCSEL. I VCSEL non solo devono operare in un ambiente gravo- so come quello automobilistico, ma anche garantire una lunga durata. L’industria automobilistica pone vincoli molo severi per quanto concerne l’affidabilità di compo- nenti elettronici, che può essere riassunta dalla locuzio- ne 10 FIT ( Failures In Time ). Ciò significa che il tasso di guasti previsto per un componente può raggiungere un massimo di 10, dopo un miliardo di ore di funzionamento, il che potrebbe essere espresso dicendo che 10 disposi- tivi su 1000 possono guastarsi dopo un milione di ore di funzionamento. Per garantire un tale livello di affidabili- tà, è necessario che il VCSEL operi in condizioni “meno stressanti”. Anche se ovviamente non è possibile agire sulla temperatura, è utile tenere in considerazione il fatto che un VCSEL è meno soggetto a malfunzionamenti se EVB9351-SFP di KDPOF è il primo modulo ottico 1000BASE-RH con ricetrasmettitore SFP (Small Form-Factor Pluggable) per la valutazione di Gigabit Ethernet ottico in auto (Fonte: KDPOF)