汽车以太网全双工通信链条

随着汽车行业加快转向汽车以太网技术，全方位设计 验证对保证多个 ECU 之间的互操作能力和可靠运行 至关重要。本应用指南介绍了汽车以太网、全双工通 信、隔离主信号与从信号的需求、信号分隔测试方法， 以及当前定向耦合器插入方法与泰克新型信号隔离方 法比较。

汽车以太网

汽车以太网概念是由 OPEN 联盟 SIG 提出来的，也叫 IEEE 802.3bw ( 原 BroadR-Reach)，是为汽车联网 应用设计的一种以太网物理层标准，如高级安全功能、 舒适和信息娱乐功能。通过汽车以太网，多个车载系 统可以经过一条非屏蔽单绞线电缆同时访问信息。对 汽车制造商来说，这一技术降低了联网成本和线缆重 量，同时提高了信号带宽。为实现更高的信号带宽，汽车以太网在双绞线电缆上 采用全双工通信链路，支持同时收发功能及 PAM3 信 令。采和 PAM3 实现全双工通信，可能会令查看汽车 以太网业务及信号完整性测试变得非常复杂。OPEN 联盟为元器件、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控制单元 (ECU)、连接器和非双绞线电缆。测试要求系统在车 内苛刻的环境条件和噪声条件下工作。为此，用户必 需能够在系统级表征和查看信号完整性和业务，才能 执行可靠性测试。客户需要在系统级进行信号完整性测试的应用实例 有：

● TC8 信号质量测试

● 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

● 大电流注入测试

● 生产单元测试

● 汽车系统对汽车以太网性能的影响 - DC 马达开 / 关 - 发动机开 / 关

● 汽车以太网系统调试 建议在设计阶段执行信号完整性测试，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‘

全双工通信和测试挑战

如前所述，全双工通信及 PAM3 信令为在真实世界条 件下验证 ECU 增加了复杂度。大多数串行标准都在 单工模式下工作，一次只有一台设备通信，有些通信 标准对发送和接收使用一条单独的链路，而在汽车以 太网中，主设备和从设备可以通过同一条链路同时通 信。( 参见图 1) 因此，来自主设备的信号与来自从设备的信号相互叠 加。主设备知道它发送的是哪些数据，它可以从叠加 的信号中确定从设备的信号，反之亦然。尽管收发机 是为处理这种情况而设计的，但在示波器上隔离信号， 进行信号完整性测试或协议解码几乎是不可能的。

主信号与从信号没有分开时看到的汽车以太网信号

为了在链路上进行信号完整性分析，使用示波器在实 际系统环境中进行协议解码，汽车设计人员必需分开 查看每条链路，用户必须先把信号分开，然后再进行 分析。应该指出的是，最好在汽车整合阶段执行信号完整性 测试，选择电缆，检查 ECU 在电磁噪声条件下的性能， 确定最优的电缆长度和路由等。对这类分析，可以把 眼图测试作为非常重要的工具，来查看系统健康状况， 我们在后面将对此展开讨论。

在本文中，我们介绍了汽车以太网、全双工通信、隔离主信号与从信号的需求、信号分隔测试方法，以及当前定向耦合器插入方法与泰克新型信号隔离方法比较。通过比较两种汽车以太网测试方法，我们展示了泰克信号分隔解决方案的优势，如比定向耦合器信号方法更准确地查看真实信号，简化了元器件级和系统级测试设置，缩短了测试时间，满足了汽车整个生命周期的测试需要

原文标题：汽车以太网 查看真实信号

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责任编辑：haq