隨著汽車行業(yè)加快轉(zhuǎn)向汽車以太網(wǎng)技術(shù)，全方位設(shè)計(jì)驗(yàn)證對(duì)保證多個(gè)ECU之間的互操作能力和可靠運(yùn)行至關(guān)重要。本應(yīng)用指南介紹了汽車以太網(wǎng)、全雙工通信、隔離主信號(hào)與從信號(hào)的需求、信號(hào)分隔測(cè)試方法，以及當(dāng)前定向耦合器插入方法與泰克新型信號(hào)隔離方法比較。

汽車以太網(wǎng)

汽車以太網(wǎng)概念是由OPEN聯(lián)盟SIG提出來(lái)的，也叫IEEE 802.3bw(原BroadR-Reach)，是為汽車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)，如高級(jí)安全功能、舒適和信息娛樂(lè)功能。通過(guò)汽車以太網(wǎng)，多個(gè)車載系統(tǒng)可以經(jīng)過(guò)一條非屏蔽單絞線電纜同時(shí)訪問(wèn)信息。對(duì)汽車制造商來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)降低了聯(lián)網(wǎng)成本和線纜重量，同時(shí)提高了信號(hào)帶寬。為實(shí)現(xiàn)更高的信號(hào)帶寬，汽車以太網(wǎng)在雙絞線電纜上采用全雙工通信鏈路，支持同時(shí)收發(fā)功能及PAM3信令。采和PAM3實(shí)現(xiàn)全雙工通信，可能會(huì)令查看汽車以太網(wǎng)業(yè)務(wù)及信號(hào)完整性測(cè)試變得非常復(fù)雜。OPEN聯(lián)盟為元器件、信道和互操作能力制訂了汽車以太網(wǎng)測(cè)試規(guī)范。測(cè)試系統(tǒng)整合了電子控制單元(ECU)、連接器和非雙絞線電纜。測(cè)試要求系統(tǒng)在車內(nèi)苛刻的環(huán)境條件和噪聲條件下工作。為此，用戶必需能夠在系統(tǒng)級(jí)表征和查看信號(hào)完整性和業(yè)務(wù)，才能執(zhí)行可靠性測(cè)試?？蛻粜枰谙到y(tǒng)級(jí)進(jìn)行信號(hào)完整性測(cè)試的應(yīng)用實(shí)例有：

●TC8信號(hào)質(zhì)量測(cè)試

●ECU元器件表征和測(cè)試

●汽車以太網(wǎng)電纜、連接器、電纜長(zhǎng)度和路由表征和測(cè)試

●電磁噪聲或高斯噪聲測(cè)試

●大電流注入測(cè)試

●生產(chǎn)單元測(cè)試

●汽車系統(tǒng)對(duì)汽車以太網(wǎng)性能的影響-DC馬達(dá)開(kāi)/關(guān)-發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)/關(guān)

●汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試建議在設(shè)計(jì)階段執(zhí)行信號(hào)完整性測(cè)試，在系統(tǒng)整合前確定潛在的問(wèn)題。

圖1：汽車以太網(wǎng)全雙工通信鏈條‘

全雙工通信和測(cè)試挑戰(zhàn)

如前所述，全雙工通信及PAM3信令為在真實(shí)世界條件下驗(yàn)證ECU增加了復(fù)雜度。大多數(shù)串行標(biāo)準(zhǔn)都在單工模式下工作，一次只有一臺(tái)設(shè)備通信，有些通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)送和接收使用一條單獨(dú)的鏈路，而在汽車以太網(wǎng)中，主設(shè)備和從設(shè)備可以通過(guò)同一條鏈路同時(shí)通信。(參見(jiàn)圖1)因此，來(lái)自主設(shè)備的信號(hào)與來(lái)自從設(shè)備的信號(hào)相互疊加。主設(shè)備知道它發(fā)送的是哪些數(shù)據(jù)，它可以從疊加的信號(hào)中確定從設(shè)備的信號(hào)，反之亦然。盡管收發(fā)機(jī)是為處理這種情況而設(shè)計(jì)的，但在示波器上隔離信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)完整性測(cè)試或協(xié)議解碼幾乎是不可能的。

主信號(hào)與從信號(hào)沒(méi)有分開(kāi)時(shí)看到的汽車以太網(wǎng)信號(hào)

為了在鏈路上進(jìn)行信號(hào)完整性分析，使用示波器在實(shí)際系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行協(xié)議解碼，汽車設(shè)計(jì)人員必需分開(kāi)查看每條鏈路，用戶必須先把信號(hào)分開(kāi)，然后再進(jìn)行分析。應(yīng)該指出的是，好在汽車整合階段執(zhí)行信號(hào)完整性測(cè)試，選擇電纜，檢查ECU在電磁噪聲條件下的性能，確定優(yōu)的電纜長(zhǎng)度和路由等。對(duì)這類分析，可以把眼圖測(cè)試作為非常重要的工具，來(lái)查看系統(tǒng)健康狀況，我們?cè)诤竺鎸?duì)此展開(kāi)討論。

在本文中，我們介紹了汽車以太網(wǎng)、全雙工通信、隔離主信號(hào)與從信號(hào)的需求、信號(hào)分隔測(cè)試方法，以及當(dāng)前定向耦合器插入方法與泰克新型信號(hào)隔離方法比較。通過(guò)比較兩種汽車以太網(wǎng)測(cè)試方法，我們展示了泰克信號(hào)分隔解決方案的優(yōu)勢(shì)，如比定向耦合器信號(hào)方法更準(zhǔn)確地查看真實(shí)信號(hào)，簡(jiǎn)化了元器件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試設(shè)置，縮短了測(cè)試時(shí)間，滿足了汽車整個(gè)生命周期的測(cè)試需要