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。采用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/關(guān)
發(fā)動(dòng)機(jī)開/關(guān)
? 汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試
泰克建議在設(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)
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)備可以通過同一條鏈路同時(shí)通信。(參見圖1)
因此,來自主設(shè)備的信號(hào)與來自從設(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)沒有分開時(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)人員必需分開查看每條鏈路,用戶必須先把信號(hào)分開,然后再進(jìn)行分析。
應(yīng)該指出的是,最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,確定最優(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,來查看系統(tǒng)健康狀況,我們?cè)诤竺鎸?duì)此展開討論。
分隔汽車以太網(wǎng)PAM3信號(hào)
目前,有兩種方法把主信號(hào)與從信號(hào)分開。第一種是傳統(tǒng)方法,要求用戶斷開或剪斷汽車以太網(wǎng)電纜,插入定向耦合器來分隔和測(cè)試信號(hào)。這種方法在以最小干擾實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)試方面本身存在著缺陷。第二種方法也就是泰克信號(hào)分隔方法,這是一種新方法,采用先進(jìn)的軟件和探頭,非插入式分隔信號(hào),用戶可以更清楚地查看真實(shí)的信號(hào)。這種方法克服了傳統(tǒng)定向耦合器方法的缺點(diǎn)。下面我們將討論并比較這兩種方法。
定向耦合方法
如前所述,定向耦合器方法要求斷開汽車以太網(wǎng)電纜,輸入定向耦合器分隔信號(hào)。在系統(tǒng)級(jí)剪斷電纜并不是一件易事,因此這種方法并不適合進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。
通過這種方法,用戶可以查看主信號(hào)和從信號(hào),但它引入了插損和回?fù)p,很難確定錯(cuò)誤是系統(tǒng)引起的,還是新增硬件引起的。此外,盡管我們可能能夠消除定向耦合器的影響,但反嵌可能會(huì)放大系統(tǒng)中的噪聲,影響測(cè)量和表征精度。