Загрузить
Загрузить

Загрузить руководства, технические описания, программное обеспечение и т. д.:

ТИП ЗАГРУЗКИ
МОДЕЛЬ ИЛИ КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО

Тестирование автомобильных устройств на базе Ethernet

auto_ethernet_header

Тестирование автомобильных устройств на базе Ethernet

Достижение надёжности и совместимости

Интеллектуальные системы обеспечения безопасности ADAS (современные системы содействия управлению транспортным средством) и подсистемы связи человека с машиной генерируют огромное количество данных, передаваемых по автомобильным сетям. Кроме того, требования по повышению интеграции автомобильных подсистем приводят к существенному изменению архитектуры: переходу от простых кольцевых сетей к более сложным схемам, включающим шлюзы для соединения с основной сетью.

Автомобильные устройства на базе Ethernet появляются по мере развития обычных ИТ-технологий, покрывая потребности как в пропускной способности, так и в интеграции. В отличие от устройств на базе Ethernet для других отраслей, для шин автомобильных устройств используются неэкранированные одиночные витые пары, снижающие вес и затраты. Чтобы достичь высоких скоростей и надёжности передачи данных, применяется модуляция PAM3.

Бортовые сети автомобилей могут состоять из множества устройств, которые, в зависимости от назначения и требований, могут работать с разными скоростями передачи данных и соответствовать разным стандартам. В автомобильных бортовых сетях девяносто процентов данных передаются со скоростью до 10 Мбит/с. Низкоскоростные шины CAN/CAN-FD, LIN, FlexRay, SENT, PSI5 и CXPI также работают со скоростью до 10 Мбит/с. Для новейших систем, таких как беспилотные автомобили и транспортные средства с сетевыми возможностями, нужны более быстрые бортовые сети, поэтому IEEE разработал стандарты 100BASE-T1 (P802.3bw) и 1000BASE-T1 (802.3bp) с требованиями для автомобильных сетей Ethernet на базе IP.

Для поддержки устройств, которые соответствуют другим стандартам и работают в бортовой IP-сети, IEEE представил новый стандарт 10BASE-T1S (Short Reach), предназначенный для низкоскоростных автомобильных сетей Ethernet с малым радиусом действия и включённый в спецификацию 802.3cg.

Чтобы обеспечить совместимость оборудования и надёжную работу транспортного средства в сложных эксплуатационных условиях, для уровней сигналов, характеристик шума и тактовых сигналов были установлены жёсткие ограничения. Несмотря на то, что методы тестирования, указанные в стандартах, стали общепринятыми для стационарных Ethernet-сетей, они создали ряд новых проблем на этапе проектирования автомобильных систем для многих инженеров-конструкторов, привыкших работать с более медленными последовательными шинами, такими как CAN и LIN.

Проверка проектов

Сразу после создания модели сетевого устройства необходимо выполнить регулировку и определить характеристики разработки, чтобы убедиться в её соответствии стандартам и нормативам.

Лучшими приборами для регулировки и определения характеристик автомобильных устройств на базе Ethernet являются осциллографы Tektronix.

  • Весь спектр характеристик при разных режимах работы, а также расширенные возможности для измерений и анализа
  • Автоматические измерения, например амплитуды и временных характеристик, в сочетании со статистическим анализом и гистограммами являются хорошей базой для начала проверки качества сигналов
  • Самым быстрым способом проверки сигналов с PAM3 на наличие проблем с шумом и целостностью сигналов является глазковая диаграмма
  • Функции анализа джиттера создают полные профили джиттера синхросигналов главного/ведомого устройства, а также позволяют измерять погрешности временного интервала (TIE), межтактовый джиттер и разделять джиттер на случайный и детерминированный Rj/Dj
auto-ethernet-app-wedge1

Самым эффективным способом просмотра сигналов с PAM3 является глазковая диаграмма

Ускорение отладки и диагностики

Вполне вероятно, что в сложных сетях какие-то системы или компоненты могут выйти из строя, после чего потребуется быстрый поиск основной причины. Автомобильные устройства на базе Ethernet, отличающиеся высокими скоростями передачи данных и встроенными тактовыми генераторами, чувствительны к шуму и отклонениям в сети электропитания.

Инженеры, привыкшие анализировать сигналы в ходе диагностики, часто считают отладку сигналов с PAM3 более сложной. Кроме того, поскольку автомобильная шина Ethernet является двунаправленной, процесс захвата интересующего сигнала может быть намного сложнее.

Осциллографы Tektronix, оснащённые программным обеспечением для расширенного анализа, обеспечивают функции, требуемые для быстрого и эффективного поиска и устранения проблем, если характеристики разработки не соответствуют требованиям.

  • Гистограммы и измерения погрешности временного интервала (TIE) для поиска и устранения проблем с восстановлением тактового сигнала
  • Глазковые диаграммы для быстрой проверки сигналов PAM3
  • Расширенный анализ джиттера для обнаружения источника шума на основе данных о джиттере (случайный или детерминированный)
  • Расширенные функции запуска
  • Анализ с БПФ для изоляции источников помех
auto-ethernet-app-wedge2

Для поиска и устранения проблем в сложных системах требуются многоканальные измерения и мощные инструменты анализа целостности сигналов, такие как БПФ и анализ джиттера.

auto-ethernet-app-wedge3 psd-sftw-test-results

При выполнении автоматических тестов, таких как тестирование спектральной плотности мощности, соответствие стандартам проверяется путём сравнения результатов с предельными значениями, заданными для теста.

Гарантированное соответствие стандартам

По мере того, как подсистемы всё больше интегрируются в сетевую среду, инженерам всё чаще приходится предоставлять объективные проверяемые доказательства совместимости каждого устройства, возможности надёжной связи каждого электронного блока управления с любым другим электронным блоком управления. Такие же требования распространяются и на тестирование на соответствие требованиям по электромагнитным помехам/совместимости и на защиту от электростатического разряда.

Однако тестирование устройств с более сложными технологиями последовательной передачи данных с высокими скоростями (на уровне Мбит/с и Гбит/с) может оказаться непростой задачей.

У компании Tektronix уже есть многолетний опыт тестирования высокоскоростных устройств на соответствие стандартам, и она пользуется этим опытом при тестировании новейших технологий в автомобильных системах. В решения по тестированию соответствия включена поддержка стандартов 100BASE-T1 (802.3bpTM), а также BroadR-Reach или 100BASE-T1 (802.3bwTM). Последнее решение по тестированию соответствия предназначено для сетей 10BASE-T1S (802.3cg). Все указанные стандарты перечислены в требованиях к тестированию, выдвигаемых OPEN Alliance. Пользуясь осциллографами и анализаторами спектра Tektronix, можно также тестировать устройства на защиту от электростатического разряда и на соответствие требованиям по ЭМС.

Технология разделения сигналов при тестировании автомобильных устройств на базе Ethernet

При определении характеристик сигналов и тестировании протоколов автомобильных сетей Ethernet сложности могут возникать на любом этапе — от проектирования до испытаний и технического обслуживания. Просмотр фактических данных между ЭБУ1 и ЭБУ2, оценка целостности сигнала в полнодуплексном режиме и проверка данных протокола на уровне системы без разрыва кабеля приводят к усложнению тестов, увеличению затрат времени и средств. В уникальном решении Tektronix по разделению сигналов, на которое заявлен патент, исключены проблемы, имеющиеся в представленных на рынке технологиях. Это решение обеспечивает:

tek_signal_separation_diagram_with_eye

Решения для тестирования автомобильных устройств на базе Ethernet

Обычно для тестирования автомобильных устройств на базе Ethernet необходимы осциллограф, соответствующие пробники, источник сигналов и тестовая оснастка. Чтобы удовлетворить потребности разработчиков и производителей, компания Tektronix создала полную линию решений для тестирования качества сигналов и соответствия стандартам.

Тип теста автомобильных устройств Ethernet Осциллограф Программное обеспечение Пробники Источник сигналов Оснастка
Тестирование качества сигналов
(разделение сигналов, декодирование протокола, качество сигналов и отладка)
MSO Серии 5 (только с ОС Windows)
MSO Серии 6 B (только с ОС Windows)
Опция 5/6 -AUTOEN-SS: разделение сигналов
Опция 5/6 -PAM3 (анализ сигналов автомобильных устройств Ethernet)
Опция 5/6 -SRAUTOEN1 (декодирование протокола 100BASE-T1)
Опция 5/6 -DJA (анализ джиттера)
TDP1500/TDP3500
TCP0030A / P6022
  Зависит от ЭБУ
За дополн. информацией обращайтесь в Tektronix
Тестирование на соответствие по спецификациям Open Alliance TC8 PMA_TX MSO Серии 5 (только с ОС Windows)
MSO Серии 6 B (только с ОС Windows)
Опция 5/6 -CMAUTOEN (соответствие 1000BASE-T1/100BASE-T1)
Опция 5/6 -DJA (анализ джиттера)
TDP1500
TDP3500
AWG5200 (обратные потери и искажения)
Серия AFG31000 (только искажения)
TF-XGbT
TF-BRR-CFD
За дополн. информацией обращайтесь в Tektronix
DPO70000C
MSO / DPO70000
Опция BRR (соответствие 1000BASE-T1/100BASE-T1)
Опция DJA (анализ джиттера)

ПО для автоматического тестирования можно установить на новый прибор, добавить на имеющийся прибор или использовать поочерёдно при наличии нескольких приборов одной серии. Чтобы узнать подробнее, свяжитесь со специалистами Tektronix.

Возникают сложности в других областях использования автомобилей с сетевыми возможностями?


Библиотека

Title
Ensuring the Performance and Conformance of In-Vehicle Networks for New-Generation Automobiles
Automotive Primer: In-Vehicle Networking This primer provides an overview of the trends, challenges and solutions associated with the expected future evolution of in-vehicle networks, as well as a …
Automotive Ethernet: See the True Signal
As the move toward Automotive Ethernet technology in vehicles accelerates, comprehensive design validation is vital to ensure interoperability and reliable operation across multiple ECUs. This …
Title
Automotive Ethernet Testing Webinar - D Mehta 4-21-20
In this webinar, Darshan Mehta, Automotive Product Manager, covers:  Trends in in-vehicle network technology and standards Automotive Ethernet standards including 100BASE-T1, 1000BASE-T1 and …