隨著汽車行業(yè)加快轉(zhuǎn)向汽車以太網(wǎng)技術(shù)，全方位設(shè)計(jì)驗(yàn)證對保證多個ECU之間的互操作能力和可靠運(yùn)行至關(guān)重要。本應(yīng)用指南介紹了汽車以太網(wǎng)、全雙工通信、隔離主信號與從信號的需求、信號分隔測試方法，以及當(dāng)前定向耦合器插入方法與泰克新型信號隔離方法比較。

汽車以太網(wǎng)

汽車以太網(wǎng)概念是由OPEN聯(lián)盟SIG提出來的，也叫IEEE 802.3bw(原BroadR-Reach)，是為汽車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)，如高級安全功能、舒適和信息娛樂功能。通過汽車以太網(wǎng)，多個車載系統(tǒng)可以經(jīng)過一條非屏蔽單絞線電纜同時(shí)訪問信息。對汽車制造商來說，這一技術(shù)降低了聯(lián)網(wǎng)成本和線纜重量，同時(shí)提高了信號帶寬。為實(shí)現(xiàn)更高的信號帶寬，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。采和PAM3實(shí)現(xiàn)全雙工通信，可能會令查看汽車以太網(wǎng)業(yè)務(wù)及信號完整性測試變得非常復(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)測試規(guī)范。測試系統(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)級表征和查看信號完整性和業(yè)務(wù)，才能執(zhí)行可靠性測試?？蛻粜枰谙到y(tǒng)級進(jìn)行信號完整性測試的應(yīng)用實(shí)例有：

●TC8信號質(zhì)量測試

●ECU元器件表征和測試

●汽車以太網(wǎng)電纜、連接器、電纜長度和路由表征和測試

●電磁噪聲或高斯噪聲測試

●大電流注入測試

●生產(chǎn)單元測試

●汽車系統(tǒng)對汽車以太網(wǎng)性能的影響-DC馬達(dá)開/關(guān)-發(fā)動機(jī)開/關(guān)

●汽車以太網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試建議在設(shè)計(jì)階段執(zhí)行信號完整性測試，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‘

全雙工通信和測試挑戰(zhàn)

如前所述，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，一次只有一臺設(shè)備通信，有些通信標(biāo)準(zhǔn)對發(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)備的信號與來自從設(shè)備的信號相互疊加。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中確定從設(shè)備的信號，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，進(jìn)行信號完整性測試或協(xié)議解碼幾乎是不可能的。

主信號與從信號沒有分開時(shí)看到的汽車以太網(wǎng)信號

為了在鏈路上進(jìn)行信號完整性分析，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，用戶必須先把信號分開，然后再進(jìn)行分析。應(yīng)該指出的是，好在汽車整合階段執(zhí)行信號完整性測試，選擇電纜，檢查ECU在電磁噪聲條件下的性能，確定優(yōu)的電纜長度和路由等。對這類分析，可以把眼圖測試作為非常重要的工具，來查看系統(tǒng)健康狀況，我們在后面將對此展開討論。

在本文中，我們介紹了汽車以太網(wǎng)、全雙工通信、隔離主信號與從信號的需求、信號分隔測試方法，以及當(dāng)前定向耦合器插入方法與泰克新型信號隔離方法比較。通過比較兩種汽車以太網(wǎng)測試方法，我們展示了泰克信號分隔解決方案的優(yōu)勢，如比定向耦合器信號方法更準(zhǔn)確地查看真實(shí)信號，簡化了元器件級和系統(tǒng)級測試設(shè)置，縮短了測試時(shí)間，滿足了汽車整個生命周期的測試需要