單對以太網(wǎng) (SPE) 在汽車行業(yè)顯示出前景，服務(wù)于從信息娛樂到高級駕駛輔助的各種應(yīng)用。傳感器和相關(guān)功能的激增正在推動 SPE 的發(fā)展。正如一對以太網(wǎng) (OPEN) 聯(lián)盟特別興趣小組 (SIG)指出的那樣, 添加功能傳統(tǒng)上需要添加新的電子控制單元 (ECU)。但如今的車輛平均擁有 50 個 ECU，有些甚至超過 200 個，這種方法變得不切實際。因此，該行業(yè)正在轉(zhuǎn)向面向區(qū)域服務(wù)的架構(gòu)。可以將新服務(wù)添加到通過 SPE 與多個傳感器和執(zhí)行器通信的高性能 ECU。在車輛中有效部署 SPE 需要先進(jìn)的連接器技術(shù)和快速、準(zhǔn)確的連接器評估方法。兩個新的信號驗證套件——enetSEAL+ 信號驗證套件和HDSCnet+ 信號完整性測試套件——可以幫助完成后一項任務(wù)。

連接器組合

TE Connectivity的 SPE 產(chǎn)品包括enetSEAL+和 HDSCnet+ 連接器產(chǎn)品組合。enetSEAL+ 連接器支持多功能顯示器、遠(yuǎn)程信息處理、遙測單元、信息娛樂模塊、高級駕駛員輔助系統(tǒng)和媒體訪問控制器在惡劣條件下的線對線和線對板連接。它可以使用 SPE 差分信號傳輸通信協(xié)議連接外部攝像頭和傳感模塊。

HDSCnet+ 堅固耐用的重載熱塑性連接器將 TE Connectivity HDSCS 連接器接口與公司的單對以太網(wǎng)MATEnet 相結(jié)合模塊化、可擴(kuò)展、小型化的汽車以太網(wǎng)互連系統(tǒng)。HDSCnet+支持線對線和線對設(shè)備連接，即將支持線對板連接。它支持多個混合接口，結(jié)合 SPE 以及非屏蔽或屏蔽雙絞線電纜的電源和可擴(kuò)展性。根據(jù) IEEE 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 標(biāo)準(zhǔn)，MATEnet 支持高達(dá) 1Gb/s 的速度，根據(jù)替代技術(shù)支持高達(dá) 4Gb/s 的速度。TE 的 NanoMQS 端子兼容非屏蔽雙絞線 (UTP) 和屏蔽雙絞線 (STP) 變體。應(yīng)用示例包括車載網(wǎng)絡(luò) (1000BASE-T1) 和后視攝像頭 (100BASE-T1)。

測試套件

為了支持涉及這些連接器技術(shù)的設(shè)計，TE Connectivity 提供了兩個測試套件。enetSEAL + 信號驗證套件支持 100BASE-T1 (IEEE 802.3bw) 100Mb/s 連接，使設(shè)計人員能夠驗證 enetSEAL+ 連接器系統(tǒng)是否符合通過 UTP 電纜進(jìn)行 SPE 通信的 TC2 OPEN 聯(lián)盟規(guī)范。

該套件包含兩個測試板組件，其中裝有一個 enetSEAL+ 180° 接頭和兩個 SMA 連接器。它還包含五個 3m 帶護(hù)套的 UTP 20AWG 電纜組件，它們可以配對以在兩個測試板之間創(chuàng)建總長 15m 的電纜鏈路（圖 1）。此鏈接復(fù)制了 100BASE-T1 規(guī)范，該規(guī)范允許一個通道內(nèi)最多有四個內(nèi)聯(lián)連接，從而使工程師能夠驗證完整的 15m 整個通信通道 (WCC) 是否符合 100BASE-T1 TC2 規(guī)范。

圖 1：enetSEAL+ 信號驗證套件包括兩個測試板組件和五個 3m 護(hù)套 UTP 電纜組件。（來源：貿(mào)澤電子）

用于 100BaseT1 100Mb/s 連接的HDSCnet+ 信號完整性測試套件允許工程師驗證 TE 的 HDSCnet+/MATEnet 連接器系統(tǒng)是否符合 TC2 開放聯(lián)盟規(guī)范，以便通過帶護(hù)套的 UTP 電纜進(jìn)行 SPE 通信。該套件包含兩個測試板，每個測試板都裝有一個 MATEnet 90° 接頭和兩個 SMA。與 enetSEAL+ 套件一樣，HDSCnet+ 套件包括五個電纜組件，它們可以配對以在兩個測試板之間創(chuàng)建總長 15m 的電纜鏈路。工程師可以移除一根或多根電纜鏈路以評估更短的通道長度。

測試設(shè)置示例

enetSEAL+套件可以作為工程師如何使用這兩種套件的示例。要測量的參數(shù)包括特性阻抗差模（CIDM）、回波損耗（RL）、插入損耗（IL）、縱向轉(zhuǎn)換損耗（LCL）和縱向轉(zhuǎn)換傳輸損耗（LCTL）。除套件外，所需設(shè)備還包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）和時域反射計（TDR）。

用于 WCC 評估的典型測試裝置包括測試電纜、內(nèi)聯(lián)連接器和在放大的接地參考平面（測量值至少為 1m x 2m）上的 10mm ± 0.5mm 隔離支撐 (ε r ≤ 1.4)。該套件的測試板組件連接到測試電纜鏈路組件的兩端，取代了實際汽車實施中的 ECU 連接器。反過來，測試板組件連接到 VNA（用于測量混合模式 S 參數(shù)，包括 RL 和 IL）或 TDR（用于測量 CIDM）。

圖 2顯示了 TE Connectivity 實驗室設(shè)置的照片，其中電纜呈曲折狀排列，用木鎬固定，以避免寄生耦合。使用 VNA 和 TDR 執(zhí)行測量后，最后一步是將測量結(jié)果與TC2通信通道規(guī)范的限制線進(jìn)行比較。

圖 2：此 TE Connectivity 實驗室設(shè)置顯示電纜以曲折方式排列以避免寄生耦合。（來源：貿(mào)澤/TE“enetSEAL+ 測量說明”）

信號完整性套件測量將確認(rèn)連接器和電纜選擇是否滿足所需的協(xié)議性能。它們?yōu)樵O(shè)計人員提供了使用各自連接器系列的實踐經(jīng)驗。

結(jié)論

隨著車輛中 ECU 數(shù)量的增長，汽車制造商正在轉(zhuǎn)向面向區(qū)域服務(wù)的架構(gòu)。高性能 ECU 通過 SPE 與多個傳感器和執(zhí)行器通信。兩個測試套件——enetSEAL+ 信號驗證套件和HDSCnet+ 信號完整性測試套件——幫助設(shè)計人員在將 SPE 應(yīng)用于汽車系統(tǒng)設(shè)計時評估連接器技術(shù)。

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