汽车以太网调试和一致性解决方案

当今的汽车会产生和传输大量数据，以便实施高级驾驶员辅助系统 (ADAS)、车载诊断系统、摄像头和传感器、车载信息娱乐系统和智能安全系统。这些车载网络要求的速度比过去使用 CAN/CAN-FD、LIN、FlexRay、SENT、PSI5 和 CXPI 网络等总线可能达到的速度要快得多。

此外，提高汽车子系统间集成度的要求也推动基础架构发生变化，并以可扩展架构和复杂拓扑为重点，包括连接骨干网络的网关。

除了技术要求之外，这些车载网络还需要重量轻、成本效益高，并能在恶劣条件和广泛的温度范围内运行。它们还需要非常可靠，尤其是用于保护乘客安全的系统。

汽车以太网可以满足所有这些需求。

汽车以太网的优点

汽车以太网是一种经济高效的轻量化方案，能够以 100-150 Mb/s 的速度传输数据。它是一种成熟的技术，可满足容量和集成度的需求。与非汽车以太网不同，汽车以太网电缆使用非屏蔽的单绞线以便减轻重量并降低成本，还使用 PAM3/PAM4 调制以实现高数据速率和可靠性。尽管 CAN、CAN-FD、LIN 和其他网络在不久的将来可能会继续发挥作用，但汽车以太网的数据传输速度大约是 CAN 总线的 100 倍，更适合满足未来汽车网络的需求。

汽车以太网标准

随着汽车以太网新应用的出现和速度的提高，标准组织发布了汽车制造商及其供应商必须满足的新测试和一致性要求。

电气和电子工程师协会 (IEEE) 推出了基于 IP 的汽车以太网 100BASE-T1 (P802.3bw)、多千兆位以太网 (IEEE 802.3ch)、1000BASE-T1 (802.3bp) 和 10BASE-T1S (IEEE 802.3cg) 标准。最近，IEEE 引入了多千兆位以太网 (IEEE 802.3ch) 标准，该标准可通过 PAM4 编码方案以 2.5Gbps、5Gbps 和 10Gbps 的速率运行。

为了确保硬件的互操作性并确保汽车在不同环境和操作条件下安全、可预测的运行，对信号电平、噪声和时钟特性提出了严格的约束。这些标准规定的测试技术尽管对于固定以太网网络已经非常成熟，但会给习惯使用 CAN 和 LIN 等低速串行总线的许多汽车工程师带来全新的设计挑战。

泰克在支持高速串行设计实施和故障排除方面拥有丰富的经验，提供各种仪器和解决方案来帮助工程师测试和验证他们的设计，并确保其符合标准。

验证您的汽车以太网设计

原型设备制作完成后，需要测试其与系统的集成度并进行特性检定，以确保其符合规范。

泰克示波器是设计和检定汽车以太网的有用工具。

• 通过高级测量和分析工具在不同用例下全面检定
• 幅度和时间测量等自动测量以及统计分析和直方图是开始检查信号质量的好方法
• 眼图是评估 PAM3 信令是否具有噪声和信号完整性问题的最快方法
• 抖动分析工具提供主/从时钟抖动的完整曲线，包括时间间隔误差 (TIE) 和周期间 Rj/Dj 测量，并隔离潜在的误差源

加快汽车以太网设计的调试和故障排除速度

预计用于有时失效且需要迅速调试来找出根本原因的复杂网络系统或器件。 汽车以太网的较高数据速率和嵌入式时钟对噪声和功率变化比较敏感。

以评估波形作为故障排除过程一部分的工程师经常发现 PAM3 信号比较难调试。 另外，由于汽车以太网是一种双向总线，准确捕获有用信号可能极具挑战。

配备高级分析软件的泰克示波器提供您忘记规格标记时快速有效进行故障排除所需的工具。

• TIE 和直方图，对时钟恢复问题进行故障排除
• 眼图，快速评估 PAM3 信号
• 高级抖动分析，通过确定抖动为随机还是确定性抖动来确定噪声源
• 延时触发功能
• FFT 分析，隔离干扰源

对设计的一致性更有信心

由于子系统在联网环境中的集成度增加，工程师必须提供客观且可以证实的证据来证明：各设备均可交互操作，各电子控制单元（或 ECU）均可与其他 ECU 可靠通信。这些要求也涵盖 ESD 和 EMI/EMC 测试。

但是，在采用更复杂的高速 Mbps 和 Gbps 串行技术时，测试可能极具挑战。

泰克多年致力于进行高速一致性测试并将在较新汽车技术的测试中应用此专业知识。一致性解决方案包括对 100BASE-T1 (802.3bpTM) 以及 BroadR-Reach 或 100BASE-T1 (802.3bwTM) 的支持。最新的法规遵从解决方案适用于千兆以太网（IEEE 802.3ch）和10BASE-T1S（802.3cg）。均满足 OPEN 联盟规定的测试要求。泰克示波器 和频谱/信号分析仪 也可以用于 ESD 和 EMC 测试。

引入信号分离以进行汽车以太网测试

从设计到验证再到维护，信号检定和协议测试都是极具挑战性的工作。查看 ECU#1 和 ECU#2 之间的实际数据、评估全双工模式下的信号完整性以及在不断开汽车以太网电缆的情况下在系统级别检查协议数据，所有这些任务都会增加测试的复杂性、时间和费用。泰克正在申请专利的独特信号分离解决方案克服了市场上现有产品组合的缺点，使客户能够：

• 在全双工模式下将 ECU#1 和 ECU#2 的流量分开，而无需断开电缆或对汽车以太网电缆进行硬件更改
• 同时显示 ECU 1 和 ECU 2 协议解码数据
• 以全双工模式执行协议解码
• 汽车以太网 PAM3 和信号分离简介
• 汽车以太网：查看真实信号