泰克：泰克汽车以太网测试白皮书（10页）.pdf

1、泰克汽车以太网测试白皮书2 泰克汽车以太网测试白皮书对比过去、现在、将来的汽车，有一个明显的趋势：汽车已经成为带轮子的数据中心。在每辆汽车内部，来自安全系统、机载传感器、导航系统等的数据流量，以及对这些数据的依赖程度，都在不断迅速增长。在未来几年中，我们预计每辆汽车中都会看到超过100 个 ECU，联网的车内网络每天会承载几 TB 数据。图 1.传感器与 ECU 数量越来越多，需要更快的数据速率和更宽的带宽随着传感器的数量越来越多，灵敏度越来越高，它们会产生庞大的数据。可以想象，1020 个摄像头，提供 360 度全景视图，所有摄像头都发送 1080p(现在)或 4K(将来)高清数据流，像素深

2、度从 16 位提高到 20 位甚至 24 位。这些数字正在迅速叠加在一起：一个支持 24 位像素深度的 4K 摄像头以每秒 10-30 帧的速率，生成每帧 199 Mb 的数据。2 尽管 1 Gbps 速率现在可能足够了，但很快就需要 10 Gbps。 3泰克汽车以太网测试白皮书目前，IVNs 采用预处理硬件，在传感器上执行数据精简(即压缩)。遗憾的是，这会引入时延，影响响应时间，同时还会降低图像质量，从而限制可用的检测距离。一个新兴解决方案是以 2-8 Gbps 速率把原始数据传送到集中式片上系统(SoCs)或通用处理单元(GPUs)，SoC 或 GPU 可以对输入的实时数据进行压缩。IVN

3、s 正从扁平结构转向域控制器结构，在域控制器结构中，传感器会把原始数据传送到中央处理单元。随着速度达到 10 Gbps，汽车以太网将在承载高速数据通信方面发挥越来越大的作用，包括：IEEE 802.3cg,10BASE-T1,10 Mbps；IEEE 802.3bw,100BASE-T1,100 Mbps；IEEE 802.3bp,1000BASE-T1,1 Gbps；IEEE 802.3ch,10GBASE-T1,2.5/5/10 Gbps。考虑到可用的数据速率及对这些性能的需求不断增长，另外需要降低线缆重量，许多业界观察人员在预测汽车以太网的发展及联网的车载节点数量时均非常乐观。汽车以太网

4、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

5、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：o TC8 信号质量测试o ECU 元器件表征和测试o 汽车以太网电缆、连接器、电缆长度和路由表征和测试o 电磁噪声或高斯噪声测试o 大电流注入测试o 生产单元测试o 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o 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 2.汽车以太网全双工通信链条4 泰克汽车以太网测试白皮书1.1.

6、1 挑战：并排测试多条总线测试车载网络要求在整个车辆中进行可靠性校验，包括互操作能力、抗干扰能力、串扰和干扰源。检验运行功能和通信可靠性将涵盖汽车内部每一个 ECU 管理的连接总线的系统(下图)。随着汽车的数据密集度越来越高，测试对保证生命周期所有阶段的安全可靠运行变得至关重要，包括开发、验证、生产、维护和保养。图 3.车内网络结构示例图 4.100/1000BASE-T1 电气测试列表图 5.累计眼图为在一个或多个周期上查看和表征多电平信号提供了有效途径1.1.1.1 测试挑战#1：调试总线问题车载通信可能仍会受到噪声、电路板布线及启动/关闭定时的影响，产生总线错误过多及锁定等问题。多条总线