車用乙太網路測試

Cut-away car showing ethernet bus

車用乙太網路測試

同時達成可靠度和互通性

ADAS、智慧安全系統和人機子系統,會產生大量資料在整台車內進行傳輸。 此外,為了提升車輛子系統和行車基礎架構整合度,而所形成的需求也有所變更:從較為簡單的環形網路轉變為更複雜的拓撲,包括連接到骨幹的閘道也是如此。

車用乙太網路發源於經過證明的 IT 技術,以因應能力和整合兩方面的需要。 不同於非車用乙太網路,車用匯流排使用未屏蔽、單一的雙絞線佈線方式,以降低重量和成本。 其使用 PAM3 調變來達到高資料速率和可靠度。

車用標準的源頭是乙太網路,但其在實體層已做了大量變更,以符合車用需求。 第一版的標準稱為 BroadR-Reach,並即將由稱為 100BASE-T1 (P802.3bw) 和 1000BASE-T1 (802.3bp) 的 IEEE 版本所取代。

為了保證硬體互通性,並確保車輛在各式各樣的操作狀況下都能可靠地行駛,因此對訊號位準、雜訊和時脈特性皆有嚴格約束。 這些標準所訂定的測試技術雖已在非移動型網路發展成熟,但由於汽車工程師已習慣使用速度較慢的串列匯流排 (如 CAN 和 LIN),因此這些技術對他們產生了新的設計挑戰。

驗證設計

原型網路裝置一旦建置完成,就該「揭露」設計並對其進行特性分析,以確定其符合規格。

Tektronix 的示波器是極為有用的工具,可揭露您的車用乙太網路設計,並對其進行特性分析。

  • 利用進階的量測和分析工具針對不同的使用案例進行完整的特性分析
  • 自動量測 (例如振幅和時間量測) 以及統計分系和分佈圖,非常適合作為檢查訊號品質的起點
  • 眼圖可讓您迅速地評估 PAM3 訊號是否有雜訊和訊號完整性問題
  • 抖動分析工具可針對主/從時脈抖動提供完整的輪廓分析,包括時間間隔錯誤 (TIE) 和週期對週期 Rj/Dj 量測
Automotive Ethernet PAM3 eye diagram

眼圖最適合用來檢視複雜的 PAM3 波形

加快偵錯和故障排除的速度

可以預見,複雜網路中的系統或元件有時會故障,因而需要快速偵錯以找出根本原因。 車用乙太網路的資料速率和內嵌時脈較高,因此對雜訊和功率變化會很敏感。

過往透過其故障排除程序來評估波形的工程師,往往會發現 PAM3 訊號比較不好偵錯。 此外,由於車用乙太網路屬雙向匯流排,因此會更難以擷取出預判可能有問題的確切訊號。

Tektronix 的示波器配置了進階分析軟體,可提供讓您快速有效進行故障排除的所需工具,以瞭解是否與標準規格有所差異。

  • TIE 和分佈圖可針對時脈還原問題進行故障排除
  • 眼圖可快速評估 PAM3 訊號
  • 進階抖動分析可藉由判斷抖動是隨機還是固定的以找出雜訊來源
  • 延伸式觸發功能
  • 快速傅立葉轉換分析可隔離出干擾來源
Block diagram of automotive subnetworks using Ethernet backbone

想要對複雜的系統進行故障排除,您需要多通道量測和具備訊號完整性之能力的工具,例如快速傅立葉轉換和抖動分析。

可受信賴的相容性


Test software analyzes Automotive Ethernet signals and determines pass/fail

自動測試 (例如這項功率頻譜密度測試) 會比較測試結果與測試限制,以確認是否符合標準。

由於子系統與連網環境的整合程度提高,工程師必須提供可供驗證的客觀證據以證明每項裝置皆可互通,亦即個別 ECU 可以可靠地與其他任何 ECU 通訊。 各項需求也延伸到了 EMI/EMC 和 ESD 測試。

不過,所採用的高速 Mbps 和 Gbps 串列技術越複雜,測試也會變得更難以進行。

Tektronix 已涉入高速相容性測試多年,並且能把從中獲得的專業知識應用在測試較新的車用技術上。相容性解決方案可支援 100BASE-T1 (802.3bp TM ) 以及 BroadR-Reach。兩者皆遵守 OPEN Alliance 所訂立的測試要求。Tektronix 的示波器和頻譜分析儀也可應用在 ESD 和 EMC 測試。

車用乙太網路測試系統的結構分析

測試車用乙太網路發射器需要有示波器、合適的探棒、來源、訊號來源和測試治具。

以下是測試系統的範例:

Block diagram of automotive Ethernet transmitter test setup

進行校驗設定,以便測試在有干擾訊號的情況下,車用乙太網路發射器的失真情形

用於車用乙太網路驗證和除錯的示波器

多個示波器系列支援測試軟體,可自動驗證及除錯車用乙太網路。示波器所需的頻寬取決於您要測試的標準層次:

  • 100BASE-T1 需要至少 1 GHz
  • 1000BASE-T1 需要至少 2 GHz

自動測試軟體可以安裝在新儀器上、添加到現有儀器中、或者在同一系列的一組示波器中共用。

按一下連結可快速存取產品規格表。

示波器系列 測試軟體 可供用於
5 系列 MSO 5-CMAUTOEN
  • 安裝在新示波器
  • 升級至現有示波器
  • 在同一系列的示波器之間共用浮動授權
6 系列 MSO 6-CMAUTOEN
MSO/DPO5000 BRR
DPO7000C
MSO/DPO70000C

面臨其他車聯網應用解決方案的挑戰?

資料庫

This demonstration shows the setup of an oscilloscope-based test system, and…

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下載手冊、產品規格表、軟體等等:

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