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)，隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，智能駕駛的興起，車載以太網(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。

車載以太網(wǎng)技術(shù)

100Mbase-T1和1000Mbase-T1車載以太網(wǎng)使用的主要技術(shù)是基于單對(duì)雙絞線(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

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?。這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

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＠?，通過(guò)使用前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)可以提高傳輸?shù)目煽啃?，減少錯(cuò)誤重傳的需要。

▲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。

車載以太網(wǎng)物理層電氣接口一致性測(cè)試挑戰(zhàn)

汽車行業(yè)對(duì)可靠性和安全性要求越來(lái)越高，車載以太網(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)其開展測(cè)試工作，而車載以太網(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 示波器和汽車以太網(wǎng)一致性分析選件(DS70000-AUTOENTC)，搭配汽車以太網(wǎng)夾具配件(TF-AENET-STP)，為汽車以太網(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。

▲ TF-AENET-STP汽車以太網(wǎng)夾具配件

RIGOL100M/1000M車載以太網(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：

▲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：

▲一致性測(cè)試不同項(xiàng)目設(shè)備需求

完成車載以太網(wǎng)一致性測(cè)試需要設(shè)置清單如下：

▲一致性測(cè)試配置清單

RIGOL車載以太網(wǎng)一致性測(cè)試

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

RIGOL車載以太網(wǎng)解決方案適用于各種汽車制造商、一級(jí)供應(yīng)商、芯片組廠商以及其他相關(guān)行業(yè)，它們可以幫助這些企業(yè)快速驗(yàn)證和調(diào)試車載以太網(wǎng)器件，確保產(chǎn)品符合IEEE和OPEN聯(lián)盟的要求，同時(shí)加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

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。