作者丨鼎陽科技 張賀陽

引言

近年來，主要受信息娛樂系統(tǒng)，先進的駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），動力傳動系統(tǒng)和車身電子設備的推動，汽車的電氣系統(tǒng)越來越復雜。每次性能的提高都需要更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，由于當今車輛中的各種電子控制單元（ECU）之間需要共享大量的實時數(shù)據(jù)，車載以太網(wǎng)應運而生。

與同為汽車總線的CAN/LIN低速背板不同，車載以太網(wǎng)需要進行一致性測試，根據(jù)IEEE和OPEN 聯(lián)盟的規(guī)定，車載以太網(wǎng)的物理層（PHY）根據(jù)速率被分為了百兆車載以太網(wǎng)(100base-T1)和千兆車載以太網(wǎng)(1000base-T1)。

1、難點與挑戰(zhàn)

不論是100base-T1還是1000base-T1的測試，都涉及到多臺設備協(xié)同工作，這對于產(chǎn)品的相互控制進行測試項的配置和數(shù)據(jù)的讀寫都有了更高的要求，對于公司的產(chǎn)品豐富度也是一個挑戰(zhàn)。

對于自動化測試應用，能夠穩(wěn)定地自動捕獲信號是一大挑戰(zhàn)，工程師花費了數(shù)千小時來學習標準并且創(chuàng)建了自動化、重復性強的一致性測試。這些一致性測試軟件可以根據(jù)IEEE/OPEN Alliance規(guī)范自動執(zhí)行物理層測試。

車載以太網(wǎng)一致性測試常見測試項有：

l  基本的一致性測試

l  失真測試

l  回波損耗測試

2、一致性測試的必要性

新串行總線數(shù)據(jù)速率的更高要求

隨著數(shù)據(jù)速率的提高，數(shù)據(jù)和時鐘線之間愈發(fā)嚴重的偏移越來越難以在并行總線中解決，工程師們給出的解決方案是使用快速串行通道。

較新的串行總線結(jié)構(gòu)正在迅速取代高速數(shù)字系統(tǒng)的并行總線結(jié)構(gòu)，這些協(xié)議配有嵌入式時鐘，可以實現(xiàn)簡單路由以及每個引腳更高帶寬的目標。

然而，這些串行互連也遇到了一些自身的問題，為了保持與較早的并行總線相同的總帶寬，新串行總線需要增加其數(shù)據(jù)速率。

物理層元器件的影響不可忽視

隨著串行互連的數(shù)據(jù)速率增加，從 0 邏輯電平到 1 邏輯電平的數(shù)據(jù)瞬變上升時間變短。這種較短的上升沿在傳輸線的阻抗不連續(xù)處會造成很大的反射，從而使遠端的眼圖效果變差。因此，在設計電路時不能再忽略物理層元器件如印刷電路板走線、連接器、電纜和集成電路封裝帶來的影響。

實際上，在很多情況下，芯片的速度已經(jīng)快到使得物理層器件成為瓶頸。為了在整個通道中保持信號完整性，各種串行總線中大量使用了擁有良好的共模抑制比的差分電路。但與此同時，差分傳輸線加上高速數(shù)據(jù)的微波效應讓工程師對新的設計和驗證工具提出了需求。

我們迫切地需要一個測試測量解決方案，以便對高速數(shù)字互連中看到的復雜微波特性進行簡單的表征，一致性驗證應運而生。

車載以太網(wǎng)中更為嚴格的傳輸要求

與傳統(tǒng)工業(yè)以太網(wǎng)相比，車載以太網(wǎng)僅需要使用1對雙絞線，而工業(yè)以太網(wǎng)則需要多對，線束較多。同時，工業(yè)以太網(wǎng)一般使用RJ45連接器連接，而車載以太網(wǎng)并未指定特定的連接器，連接方式更為靈活小巧，能夠大大減輕線束重量。

除此以外，車載以太網(wǎng)物理層需滿足車載環(huán)境下更為嚴格的EMC要求，對于非屏蔽雙絞線的傳輸距離需達到15m（屏蔽雙絞線達40m）。面對如此嚴格的傳輸要求，業(yè)界統(tǒng)一了接口標準，也就是車載以太網(wǎng)物理層一致性驗證的標準。

以太網(wǎng)控制器和物理介質(zhì)連接的模塊叫做物理層，在出廠之前，制造商必須驗證以太網(wǎng)接口的一致性，確保接口的正確的電氣性能。

不滿足規(guī)范要求的產(chǎn)品可能會導致車載以太網(wǎng)信號質(zhì)量惡化、通信異常，或?qū)е聡乐谽MC問題。