测试套件加速 SPE 汽车设计

单对以太网 (SPE) 在汽车行业显示出前景，服务于从信息娱乐到高级驾驶辅助的各种应用。传感器和相关功能的激增正在推动 SPE 的发展。正如一对以太网 (OPEN) 联盟特别兴趣小组 (SIG)指出的那样, 添加功能传统上需要添加新的电子控制单元 (ECU)。但如今的车辆平均拥有 50 个 ECU，有些甚至超过 200 个，这种方法变得不切实际。因此，该行业正在转向面向区域服务的架构。可以将新服务添加到通过 SPE 与多个传感器和执行器通信的高性能 ECU。在车辆中有效部署 SPE 需要先进的连接器技术和快速、准确的连接器评估方法。两个新的信号验证套件——enetSEAL+ 信号验证套件和HDSCnet+ 信号完整性测试套件——可以帮助完成后一项任务。

连接器组合

TE Connectivity的 SPE 产品包括enetSEAL+和 HDSCnet+ 连接器产品组合。enetSEAL+ 连接器支持多功能显示器、远程信息处理、遥测单元、信息娱乐模块、高级驾驶员辅助系统和媒体访问控制器在恶劣条件下的线对线和线对板连接。它可以使用 SPE 差分信号传输通信协议连接外部摄像头和传感模块。

HDSCnet+ 坚固耐用的重载热塑性连接器将 TE Connectivity HDSCS 连接器接口与公司的单对以太网MATEnet 相结合模块化、可扩展、小型化的汽车以太网互连系统。HDSCnet+支持线对线和线对设备连接，即将支持线对板连接。它支持多个混合接口，结合 SPE 以及非屏蔽或屏蔽双绞线电缆的电源和可扩展性。根据 IEEE 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 标准，MATEnet 支持高达 1Gb/s 的速度，根据替代技术支持高达 4Gb/s 的速度。TE 的 NanoMQS 端子兼容非屏蔽双绞线 (UTP) 和屏蔽双绞线 (STP) 变体。应用示例包括车载网络 (1000BASE-T1) 和后视摄像头 (100BASE-T1)。

测试套件

为了支持涉及这些连接器技术的设计，TE Connectivity 提供了两个测试套件。enetSEAL + 信号验证套件支持 100BASE-T1 (IEEE 802.3bw) 100Mb/s 连接，使设计人员能够验证 enetSEAL+ 连接器系统是否符合通过 UTP 电缆进行 SPE 通信的 TC2 OPEN 联盟规范。

该套件包含两个测试板组件，其中装有一个 enetSEAL+ 180° 接头和两个 SMA 连接器。它还包含五个 3m 带护套的 UTP 20AWG 电缆组件，它们可以配对以在两个测试板之间创建总长 15m 的电缆链路（图 1）。此链接复制了 100BASE-T1 规范，该规范允许一个通道内最多有四个内联连接，从而使工程师能够验证完整的 15m 整个通信通道 (WCC) 是否符合 100BASE-T1 TC2 规范。

图 1：enetSEAL+ 信号验证套件包括两个测试板组件和五个 3m 护套 UTP 电缆组件。（来源：贸泽电子）

用于 100BaseT1 100Mb/s 连接的HDSCnet+ 信号完整性测试套件允许工程师验证 TE 的 HDSCnet+/MATEnet 连接器系统是否符合 TC2 开放联盟规范，以便通过带护套的 UTP 电缆进行 SPE 通信。该套件包含两个测试板，每个测试板都装有一个 MATEnet 90° 接头和两个 SMA。与 enetSEAL+ 套件一样，HDSCnet+ 套件包括五个电缆组件，它们可以配对以在两个测试板之间创建总长 15m 的电缆链路。工程师可以移除一根或多根电缆链路以评估更短的通道长度。

测试设置示例

enetSEAL+套件可以作为工程师如何使用这两种套件的示例。要测量的参数包括特性阻抗差模（CIDM）、回波损耗（RL）、插入损耗（IL）、纵向转换损耗（LCL）和纵向转换传输损耗（LCTL）。除套件外，所需设备还包括矢量网络分析仪（VNA）和时域反射计（TDR）。

用于 WCC 评估的典型测试装置包括测试电缆、内联连接器和在放大的接地参考平面（测量值至少为 1m x 2m）上的 10mm ± 0.5mm 隔离支撑 (ε r ≤ 1.4)。该套件的测试板组件连接到测试电缆链路组件的两端，取代了实际汽车实施中的 ECU 连接器。反过来，测试板组件连接到 VNA（用于测量混合模式 S 参数，包括 RL 和 IL）或 TDR（用于测量 CIDM）。

图 2显示了 TE Connectivity 实验室设置的照片，其中电缆呈曲折状排列，用木镐固定，以避免寄生耦合。使用 VNA 和 TDR 执行测量后，最后一步是将测量结果与TC2通信通道规范的限制线进行比较。

图 2：此 TE Connectivity 实验室设置显示电缆以曲折方式排列以避免寄生耦合。（来源：贸泽/TE“enetSEAL+ 测量说明”）

信号完整性套件测量将确认连接器和电缆选择是否满足所需的协议性能。它们为设计人员提供了使用各自连接器系列的实践经验。

结论

随着车辆中 ECU 数量的增长，汽车制造商正在转向面向区域服务的架构。高性能 ECU 通过 SPE 与多个传感器和执行器通信。两个测试套件——enetSEAL+ 信号验证套件和HDSCnet+ 信号完整性测试套件——帮助设计人员在将 SPE 应用于汽车系统设计时评估连接器技术。

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