作者丨鼎陽(yáng)科技 張賀陽(yáng)
引言
隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)作為關(guān)鍵的通信技術(shù),在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。工業(yè)以太網(wǎng)一致性測(cè)試的背景源于多方面的需求和挑戰(zhàn)。
一方面,工業(yè)生產(chǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求極高。不同廠家生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備若不能遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),將可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤、延遲甚至中斷,嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和質(zhì)量。另一方面,隨著工業(yè)以太網(wǎng)的不斷演進(jìn),其速率從最初的較低水平逐漸提升至千兆甚至更高,新的技術(shù)和編碼方式不斷涌現(xiàn)。這使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性大幅增加,對(duì)其性能和兼容性的要求也更為嚴(yán)格。同時(shí),為了實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備之間的互聯(lián)互通,確保工業(yè)以太網(wǎng)在各種復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行,需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行一致性測(cè)試,以驗(yàn)證其是否符合特定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
因此,為了確保以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)能夠可靠傳輸,保障工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,作為最底層的結(jié)構(gòu),物理層的一致性驗(yàn)證不可或缺。
難點(diǎn)與挑戰(zhàn)
無(wú)論是100base-TX還是1000base-T的測(cè)試,都涉及到多臺(tái)設(shè)備協(xié)同工作。這對(duì)于產(chǎn)品的相互控制進(jìn)行測(cè)試項(xiàng)的配置和數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)都有了更高的要求,對(duì)于公司的產(chǎn)品豐富度也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
對(duì)于自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用,能夠穩(wěn)定地自動(dòng)捕獲信號(hào)是一大挑戰(zhàn),我們根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建了自動(dòng)化、重復(fù)性強(qiáng)的一致性測(cè)試程序。這些一致性測(cè)試軟件可以根據(jù)IEEE/OPEN Alliance規(guī)范自動(dòng)執(zhí)行物理層測(cè)試。
工業(yè)以太網(wǎng)一致性測(cè)試常見(jiàn)測(cè)試項(xiàng):
·基本的一致性測(cè)試
·回波損耗測(cè)試
·失真測(cè)試(1000base-T)
解決方案
工業(yè)以太網(wǎng)物理層驗(yàn)證概述
鼎陽(yáng)科技提供的工業(yè)以太網(wǎng)電氣一致性分析解決方案可以自動(dòng)化進(jìn)行百兆、千兆以太網(wǎng)電氣測(cè)試,從而節(jié)省寶貴的測(cè)試和驗(yàn)證時(shí)間。
在執(zhí)行以太網(wǎng)一致性測(cè)試時(shí),如何正確搭建環(huán)境、被測(cè)件(DUT:Device under test)應(yīng)該發(fā)出什么樣的測(cè)試波形。怎么通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)中給出的極限值對(duì)比來(lái)分析測(cè)量結(jié)果,這些都是需要解決的問(wèn)題。SDS7000A-CT-100base-TX/SDS7000A-CT-1000base-T能夠幫助和引導(dǎo)您完成其中大部分操作。
不管是百兆以太網(wǎng)還是千兆以太網(wǎng),對(duì)于一致性測(cè)試的各項(xiàng)測(cè)試波形都有明確的要求。要求被測(cè)設(shè)備根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目提供對(duì)應(yīng)的波形以供測(cè)試。對(duì)于各類主流的網(wǎng)卡芯片,可以通過(guò)修改相關(guān)寄存器,或者使用芯片廠商提供的發(fā)包工具來(lái)主動(dòng)發(fā)包,來(lái)控制被測(cè)設(shè)備發(fā)出對(duì)應(yīng)的波形進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試完畢退出測(cè)試模式即可。
主動(dòng)發(fā)包具有主觀的操作界面,但其應(yīng)用對(duì)象具有明顯的局限性。在百兆以太網(wǎng)的測(cè)試中,當(dāng)DUT無(wú)法運(yùn)行DOS或Windows系統(tǒng)時(shí),或者測(cè)試者不方便配置DUT進(jìn)入測(cè)試模式下,則無(wú)法控制發(fā)包。這時(shí)則需要使用誘導(dǎo)發(fā)包的方法來(lái)引導(dǎo)DUT發(fā)出空閑(IDLE)模式波形后進(jìn)行測(cè)試。
誘導(dǎo)發(fā)包利用的是100 base-TX的自協(xié)商模式,它需要一臺(tái)link Partner設(shè)備。首先將 link partner 的網(wǎng)卡配置為百兆全/半雙工,或主動(dòng)發(fā)送100M空閑模式波形,然后將配置好的link Partner的以太網(wǎng)口的Tx(發(fā)送)信號(hào)連到DUT的Rx(接收)信號(hào)線。
當(dāng)DUT接收到100M空閑模式波形后會(huì)返回同樣的波形,此時(shí)將DUT的Tx發(fā)送信號(hào)通過(guò)測(cè)試夾具送到示波器中進(jìn)行測(cè)試即可。對(duì)于鼎陽(yáng)科技SDS7000A而言,我們可以配置示波器的下網(wǎng)口作為誘導(dǎo)發(fā)包的link Partner設(shè)備,從而更方便地誘導(dǎo)發(fā)包。
測(cè)試項(xiàng)目
測(cè)試步驟
第一步,選擇配置。如果有之前保存過(guò)的配置,可以在這里進(jìn)行調(diào)出,也可以采用上一次測(cè)試時(shí)使用的配置來(lái)進(jìn)行測(cè)試。