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車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試

發(fā)布日期:2024-05-11     作者: 安泰測(cè)試     瀏覽數(shù):   

  以太網(wǎng)技術(shù)從1973年發(fā)明后快速發(fā)展,從最初的10Mbit/s速率到現(xiàn)在萬(wàn)兆以太網(wǎng)甚至更高速率。在被應(yīng)用到汽車(chē)領(lǐng)域之前,以太網(wǎng)技術(shù)就憑借著標(biāo)準(zhǔn)化、高速率等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)等領(lǐng)域。未來(lái),隨著汽車(chē)智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,智能駕駛的興起,車(chē)載以太網(wǎng)的應(yīng)用將更加廣泛,技術(shù)也將不斷進(jìn)步。本文將圍繞RIGOL車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試解決方案,為您提供相關(guān)技術(shù)說(shuō)明。

  100Mbase-T1和1000Mbase-T1車(chē)載以太網(wǎng)使用的主要技術(shù)是基于單對(duì)雙絞線(xiàn)(Single Twisted Pair)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,同時(shí)采用高效的編碼方法來(lái)提高數(shù)據(jù)的傳輸速率和可靠性。下面詳細(xì)介紹這兩種技術(shù)及其關(guān)鍵特點(diǎn)。

  100BASE-T1(IEEE 802.3bw):

  傳輸介質(zhì):?jiǎn)螌?duì)雙絞線(xiàn)

  傳輸速率:100 Mbps

  標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.3bw

  距離:最長(zhǎng)達(dá)到15米

  編碼方式:PAM-3(三元脈沖幅度調(diào)制),通過(guò)在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)采用三個(gè)不同的電平(比如正電壓、零電壓和負(fù)電壓)來(lái)表示信息,提高了信號(hào)傳輸?shù)男省_@種編碼方式能夠在較低的頻寬條件下實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸速率,適合車(chē)載環(huán)境中對(duì)電磁干擾(EMI)敏感度高的應(yīng)用。

  1000BASE-T1(IEEE 802.3bp):

  傳輸介質(zhì):?jiǎn)螌?duì)雙絞線(xiàn)

  傳輸速率:1Gbps

  標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.3bp

  距離:最長(zhǎng)達(dá)到40米

  編碼方式:與100Mbase-T1相同,1000Mbase-T1也采用了高效的編碼方式,但由于其更高的數(shù)據(jù)傳輸速率,所需的信號(hào)處理技術(shù)更為復(fù)雜。除了PAM-3之外,1000Mbase-T1可能會(huì)結(jié)合使用更高階的調(diào)制技術(shù)和錯(cuò)誤校正機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院托省@纾ㄟ^(guò)使用前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)可以提高傳輸?shù)目煽啃裕瑴p少錯(cuò)誤重傳的需要。

車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試(圖1)

▲100/1000BASE-T1編碼方式和標(biāo)準(zhǔn)

  總體來(lái)說(shuō),100Mbase-T1和1000Mbase-T1都是為了適應(yīng)汽車(chē)行業(yè)對(duì)于高速、可靠數(shù)據(jù)通信日益增長(zhǎng)的需求而設(shè)計(jì)的,它們通過(guò)優(yōu)化傳輸介質(zhì)和編碼技術(shù),在保證傳輸質(zhì)量的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了不同級(jí)別的數(shù)據(jù)傳輸速率。

  車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試挑戰(zhàn)

  汽車(chē)行業(yè)對(duì)可靠性和安全性要求越來(lái)越高,車(chē)載以太網(wǎng)在應(yīng)用的過(guò)程中,為了保證其可靠性與安全性,就迫切需要對(duì)其開(kāi)展測(cè)試工作,而車(chē)載以太網(wǎng)技術(shù)物理層測(cè)試因?yàn)閰f(xié)議的復(fù)雜性等原因,如何開(kāi)展測(cè)試成為了難點(diǎn),遇到的挑戰(zhàn)主要有:

  信號(hào)完整性:車(chē)載以太網(wǎng)使用高速信號(hào)傳輸,信號(hào)完整性問(wèn)題(如反射、衰減、串?dāng)_等)可能會(huì)影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量。測(cè)試需要能夠準(zhǔn)確捕捉和分析這些信號(hào)完整性問(wèn)題。

  復(fù)雜的信號(hào)調(diào)制和分析:車(chē)載以太網(wǎng)使用了復(fù)雜的調(diào)制和編碼技術(shù),測(cè)試設(shè)備需要能夠解析這些調(diào)制技術(shù),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

  嚴(yán)格的時(shí)序要求:車(chē)載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)信號(hào)的時(shí)序有嚴(yán)格的要求。測(cè)試設(shè)備需要能夠精確測(cè)量信號(hào)的時(shí)序特性,如上升時(shí)間、下降時(shí)間、時(shí)鐘偏移等。

  測(cè)試自動(dòng)化:為了提高測(cè)試效率和可重復(fù)性,需要實(shí)現(xiàn)測(cè)試的自動(dòng)化。這要求測(cè)試設(shè)備支持自動(dòng)化測(cè)試腳本和軟件控制。

  數(shù)據(jù)分析復(fù)雜性:測(cè)試產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量可能非常大,需要有效的數(shù)據(jù)分析工具和方法來(lái)處理這些數(shù)據(jù),提取有用的信息。

  對(duì)于復(fù)雜信號(hào)的測(cè)試則成為研發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中耗時(shí)、耗力但是卻無(wú)法避免的難點(diǎn)。

  普源精電助力車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試

  為了應(yīng)對(duì)車(chē)載以太網(wǎng)一致性測(cè)試難點(diǎn),通常會(huì)使用示波器等專(zhuān)業(yè)測(cè)試設(shè)備來(lái)幫助克服這些痛點(diǎn)和挑戰(zhàn),因?yàn)樗鼈兲峁┝吮匾臏y(cè)量精度、分析功能和靈活性,RIGOL生產(chǎn)的DS70000示波器和汽車(chē)以太網(wǎng)一致性分析選件(DS70000-AUTOENTC),搭配汽車(chē)以太網(wǎng)夾具配件(TF-AENET-STP),為汽車(chē)以太網(wǎng)一致性測(cè)試提供了配置靈活,操作便捷的測(cè)試解決方案。

車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試(圖2)


▲TF-AENET-STP汽車(chē)以太網(wǎng)夾具配件

  RIGOL 100M/1000M車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試主要采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3bw(100BASE-T1)、IEEE802.3bp(1000BASE-T1)、OPEN Alliance TC8(100Base-T1),主要評(píng)估車(chē)載以太網(wǎng)的電氣特性。測(cè)試的內(nèi)容主要包括常規(guī)測(cè)試項(xiàng)∶傳輸衰落、傳輸失真、傳輸時(shí)鐘抖動(dòng)(Master&Slave)、傳輸功率譜密度、傳輸時(shí)鐘頻率、MDI回?fù)p,還有其他的測(cè)試項(xiàng)∶MDI模式轉(zhuǎn)換損耗、共模輻射等。

  測(cè)試過(guò)程中,需要用到的儀器主要有示波器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)、一致性分析軟件、夾具等,夾具連接在被測(cè)設(shè)備(DUT)和示波器之間,起到電路轉(zhuǎn)換的作用,不同測(cè)試設(shè)備需要的設(shè)備性能也有所不同:

車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試(圖3)


一致性測(cè)試設(shè)備性能要求

  同時(shí)不同的測(cè)試項(xiàng)目所需用到的儀器也有所區(qū)別:

車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試(圖4)

一致性測(cè)試不同項(xiàng)目設(shè)備需求

  完成車(chē)載以太網(wǎng)一致性測(cè)試需要設(shè)置清單如下:

車(chē)載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試(圖5)


一致性測(cè)試配置清單

  技術(shù)優(yōu)勢(shì)

  支持IEEE和OPEN聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議,測(cè)試覆蓋范圍廣泛。

  -IEEE 802.3bw,100BASE-T1,100 Mbps

  -OPEN Alliance TC8,100BASE-T1,100 Mbps

  -IEEE 802.3bp,1000BASE-T1,1 Gbps

  支持靈活配置多種測(cè)試場(chǎng)景,構(gòu)造多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目組合,一次完成多項(xiàng)測(cè)試。

  示波器的測(cè)試操作界面提供測(cè)試設(shè)備連接與測(cè)試步驟,引導(dǎo)用戶(hù)完成測(cè)試。

  支持預(yù)覽測(cè)試波形,提前判斷測(cè)試的準(zhǔn)確性和有效性。

  支持生成自定義的HTML測(cè)試報(bào)告,包含測(cè)試結(jié)論和具體的測(cè)量值。

  提供全套的測(cè)試設(shè)備及所需附件,并配套使用說(shuō)明,全方位指導(dǎo)測(cè)試操作。


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