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【汽车以太网测试】系列之一:全双工通信带来

分开了,才能更好的核阅。查看到真实旌旗灯号。

作者:泰克科技

跟着汽车行业加快转向汽车以太网技巧,全方位设计验证对包管多个ECU之间的互操作能力和靠得住运行至关紧张。汽车以太网观点是由OPEN同盟SIG提出来的,也叫IEEE 802.3bw (原BroadR-Reach),是为汽车联网利用设计的一种以太网物理层标准,如高档安然功能、舒适和信息娱乐功能。经由过程汽车以太网,多个车载系统可以颠末一条非樊篱单绞线电缆同时造访信息。对汽车制造商来说,这一技巧低落了联网资源和线缆重量,同时前进了旌旗灯号带宽。

为实现更高的旌旗灯号带宽,汽车以太网在双绞线电缆上采纳全双工通信链路,支持同时收发功能及PAM3信令。采纳PAM3实现全双工通信,可能会令查看汽车以太网营业及旌旗灯号完备性测试变得异常繁杂。

OPEN同盟为元器件、信道和互操作能力制订了汽车以太网测试规范。测试系统整合了电子节制单元(ECU)、连接器和非双绞线电缆。测试要求系统在车内苛刻的情况前提和噪声前提下事情。为此,用户必需能够在系统级表征和查看旌旗灯号完备性和营业,才能履行靠得住性测试。客户必要在系统级进行旌旗灯号完备性测试的利用实例有:

• TC8旌旗灯号质量测试

• ECU元器件表征和测试

• 汽车以太网电缆、连接器、电缆长度和路由表征和测试

• 电磁噪声或高斯噪声测试

• 大年夜电流注入测试

• 临盆单元测试

• 汽车系统对汽车以太网机能的影响

-DC马达开/关

-发念头开/关

• 汽车以太网系统调试

泰克建议在设计阶段履行旌旗灯号完备性测试,在系统整合前确定潜在的问题。

图1:汽车以太网全双工通信链条。

全双工通信和测试寻衅

全双工通信及PAM3信令为在真实天下前提下验证ECU增添了繁杂度。大年夜多半串行标准都在单工模式下事情,一次只有一台设备通信,有些通信标准对发送和接管应用一条零丁的链路,而在汽车以太网中,主设备和从设备可以经由过程同一条链路同时通信。(拜见图1)

是以,来自立设备的旌旗灯号与来自从设备的旌旗灯号互相叠加。主设备知道它发送的是哪些数据,它可以从叠加的旌旗灯号中确定从设备的旌旗灯号,反之亦然。只管收发机是为处置惩罚这种环境而设计的,但在示波器上隔离旌旗灯号,进行旌旗灯号完备性测试或协议解码险些是弗成能的。

主旌旗灯号与从旌旗灯号没有分开时看到的汽车以太网旌旗灯号。

为了在链路长进行旌旗灯号完备性阐发,应用示波器在实际系统情况中进行协议解码,汽车设计职员必需分开查看每条链路,用户必须先把旌旗灯号分开,然后再进行阐发。

应该指出的是,最好在汽车整合阶段履行旌旗灯号完备性测试,选择电缆、反省ECU在电磁噪声前提下的机能,确定最优的电缆长度和路由等。对这类阐发,可以把眼图测试作为异常紧张的对象,来查看系统康健状况,我们在后面将对此展开评论争论。

分隔汽车以太网PAM3旌旗灯号

今朝,有两种措施把主旌旗灯号与从旌旗灯号分开。第一种是传统措施,要求用户断开或剪断汽车以太网电缆,插入定向耦合器来分隔和测试旌旗灯号。这种措施在以最小滋扰实现准确测试方面本身存在着缺陷。第二种措施也便是泰克旌旗灯号分隔措施,这是一种新措施,采纳先辈的软件和探头,非插入式分隔旌旗灯号,用户可以更清楚地查看真实的旌旗灯号。这种措施降服了传统定向耦合器措施的毛病。下面我们将评论争论并对照这两种措施。

定向耦合措施

如前所述,定向耦合器措施要求断开汽车以太网电缆,输入定向耦合器分隔旌旗灯号。在系统级剪断电缆并不是一件易事,是以这种措施并不得当进行系统级测试。

经由过程这种措施,用户可以查看主旌旗灯号和从旌旗灯号,但它引入了插损和回损,很难确定差错是系统引起的,照样新增硬件引起的。此外,只管我们可能能够打消定向耦合器的影响,但反嵌可能会放大年夜系统中的噪声,影响丈量和表征精度。

定向耦合器措施。

主旌旗灯号的眼图显示了定向耦合器插损和回损的影响。

我们应用的设置包括把汽车以太网转换到SMA连接器的夹具、定向耦合器、把SMA转换到汽车以太网电缆的夹具。

眼图显示了在安装定向耦合器后插损和回损对汽车以太网旌旗灯号的影响。最大年夜幅度是100 mVpp,由于定向耦合器采纳定向道理事情,插损和回损结果使眼图闭合。直到近来,定向耦合器措施不停是默认的汽车以太网测试措施,由于之前不停没有泰克基于软件的旌旗灯号分隔测试措施。

泰克旌旗灯号分隔措施

泰克旌旗灯号分隔措施于2019年7月问世,它同时从主测试点和从测试点查看电压波形和电流波形,来分隔全双工旌旗灯号,并采纳专有软件算法供给分隔后的旌旗灯号。泰克旌旗灯号分隔措施是一种基于软件的办理规划,它不用剪断汽车以太网电缆,用户就能看到真实旌旗灯号。这种措施的上风之一,是它可以显示主旌旗灯号和从旌旗灯号,而不会像定向耦合器措施那样增添插损和回损及反嵌影响。

泰克旌旗灯号分隔措施。

下面的眼图采纳泰克旌旗灯号分隔软件。与定向耦合器眼图比拟,旌旗灯号质量更高,眼图“更清楚”。用户可以准确地表示汽车以太网旌旗灯号,实现旌旗灯号质量丈量,并能够更快地确定潜在的机能问题。

采纳泰克旌旗灯号分隔软件的主旌旗灯号的眼图。

旌旗灯号分隔措施与定向耦合措施对照

我们应用上面提到的两种测试措施,进行丈量测试,比较测试结果。

在测试中,我们先应用泰克旌旗灯号分隔技巧、一只电流探头和电压探头设置和运行测试。对定向耦合器措施,我们剪断汽车以太网电缆,插入带有SMA连接器的定向耦合器。然后我们运行测试,测试前提与定向耦合器措施相同,然后调用旌旗灯号分隔措施波形,比较这两种测试措施。

泰克旌旗灯号分隔措施和定向耦合措施的测试结果比较。

对照结果显示,这两种措施的幅度存在着显着差异,阐清楚明了定向耦合器的影响。在采纳定向耦合器措施时,主旌旗灯号的幅度约为90 mVpp (峰峰值电压),从旌旗灯号的幅度约为85 mVpp。比拟之下,旌旗灯号分隔措施中主旌旗灯号的幅度约为1.5 Vpp,从旌旗灯号的幅度约为1.45 Vpp。在本例中,定向耦合器增添了20 dB损耗。

为打消定向耦合器引入的断点,反嵌必弗成少,以补偿插损和回损。如前所述,只管有可能能够打消定向耦合器的影响,但反嵌可能会放大年夜系统中的噪声,影响丈量和表征精度。还应该指出,反嵌可能会耗用很长光阴,极具寻衅性。此外,对汽车的系统级测试和掩护保养来说,剪断电缆、安装定向耦合器可能会极具寻衅性。

比拟之下,旌旗灯号分隔措施不用滋扰系统就能显示真实旌旗灯号。经由过程这种全新的汽车以太网测试措施,用户可以表征旌旗灯号,精度更高,光阴更少,而且不会增添用度和丈量寻衅。用户可以应用这种措施,在系统级履行旌旗灯号完备性测试,履行利用情况中供给的所有测试。

小结

本文先容了汽车以太网、全双工通信、隔离主旌旗灯号与从旌旗灯号的需求、旌旗灯号分隔测试措施,以及当前定向耦合器插入措施与泰克新型旌旗灯号隔离措施对照。

经由过程对照两种汽车以太网测试措施,可以懂得泰克旌旗灯号分隔办理规划的上风,如比定向耦合器旌旗灯号措施更准确地查看真实旌旗灯号,简化了元器件级和系统级测试设置,缩短了测试光阴,满意了汽车全部生命周期的测试必要。

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