Свяжитесь с нами
Живой чат с представителями Tektronix. С 9:00 до 17:00 CET
Позвоните нам
С 9:00 до 17:00 CET
Загрузить
Загрузить руководства, технические описания, программное обеспечение и т. д.:
Обратная связь
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 сети Ethernet, созданные на основе проверенных ИТ-технологий, покрывают 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/PAM4.
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 Mbps. Низкоскоростные шины CAN/CAN-FD, LIN, FlexRay, SENT, PSI5 и CXPI также работают со скоростью до 10 Mbps. 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), Multi-Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ch), 1000BASE-T1 (802.3bp) и 10BASE-T1S (IEEE 802.3cg) с требованиями для автомобильных сетей Ethernet на базе IP.
Стремясь повысить скорость, расширить линию и покрытие стандартов бортовых сетей на базе IP, IEEE недавно ратифицировал стандарт Multi-Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ch) устройств, способных работать со скоростями 2,5, 5 и 10 Gbps со схемой кодирования PAM4.
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
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
Для поиска и устранения проблем в сложных системах требуются многоканальные измерения и мощные инструменты анализа целостности сигналов, такие как БПФ и анализ джиттера.
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 Multi-Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ch) и 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:
- Разделение трафика от ЭБУ1 и ЭБУ2 в полнодуплексном режиме без необходимости разрыва кабелей или внесения изменений в схему подключения к кабелю Ethernet
- Одновременное отображение декодируемых данных протоколов шин ЭБУ1 и ЭБУ2
- Декодирование протокола в полнодуплексном режиме
- Автомобильные системы Ethernet с PAM3 и технологии разделения сигналов. Введение
- Автомобильные системы Ethernet: анализ фактических сигналов
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.
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.
