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車用
乙太網路
現今的車輛會產生和傳輸大量資料，以便執行先進的駕駛輔助系統 (ADAS)、車載診斷、攝影機和感測器、車用資訊娛樂系統，以及智慧安全系統。這些車用網路需要遠快於以往使用如 CAN/CAN-FD、LIN、FlexRay、SENT、PSI5 和 CXPI 網路等匯流排的速度。
此外，隨著車輛子系統間整合程度提升的要求，基礎架構也須隨之改變，強調可擴展架構和複雜拓樸，包括連接到骨幹的閘道。
除了技術要求外，這些車用網路也需要輕量化、具成本效益，並能在惡劣的條件和廣泛的溫度範圍內操作。此外，還必須極度可靠，特別是設計來保護乘客安全的系統。
而車用乙太網路滿足了所有這些需求。
車用乙太網路的優點
車用乙太網路是一種具成本效益的輕量化選項，能夠以 100-150 Mb/s 的速度傳輸資料。這是一項經過驗證的技術，能同時滿足容量和整合需求。不同於非車用乙太網路，車用乙太網路纜線是未屏蔽單一雙絞線，可降低重量和成本，並採用 PAM3/PAM4 調變來達到高資料速率和可靠性。雖然 CAN、CAN-FD、LIN 和其他網路在不久的將來仍會留存於市場，但車用乙太網路傳輸資料的速度比 CAN 匯流排快了約 100 倍，更適合滿足未來車用網路的需求。
車用乙太網路標準
隨著車用乙太網新應用的出現和速度加快，標準組織發佈了汽車製造商及其供應商必須滿足的新測試和相容性要求。
美國電機暨電子工程師學會 (IEEE) 推出了 IP 式車用乙太網路 100BASE-T1 (P802.3bw)、十億位元乙太網路 (IEEE 802.3ch)、1000BASE-T1 (802.3bp) 和 10BASE-T1S (IEEE 802.3cg) 標準。IEEE 最近推出了十億位元乙太網路 (IEEE 802.3ch) 標準，該標準可以透過 PAM4 編碼方案以 2.5Gbps、5Gbps 和 10Gbps 的速率執行。
為了保證硬體互通性，並確保車輛在各種環境和操作狀況下都能安全可靠地行駛，因此對訊號位準、雜訊和時脈特性皆有嚴格約束。這些標準所訂定的測試技術在非移動型網路上的發展雖然已經成熟，但由於汽車工程師已習慣使用速度較慢的串列匯流排 (如 CAN和 LIN)，因此，在進行新的設計時，這些技術就成為他們必須面對的挑戰。
Tektronix 可以在支援高速串列設計實作和疑難排解方面提供豐富的經驗，使用各種儀器和解決方案幫助工程師測試和驗證他們的設計，並確保其符合標準。
驗證車用乙太網路設計
原型裝置一旦建置完成，就該進行系統整合測試並分析其特性，以確定是否符合規格。
Tektronix 示波器是極為有用的工具，可揭露您的車用乙太網路設計，並對其進行特性分析。
- 利用進階的量測和分析工具針對不同的使用案例進行完整的特性分析
- 自動量測 (例如振幅和時間量測) 以及統計分析和分佈圖，非常適合作為檢查訊號品質的起點
- 眼圖可讓您迅速地評估 PAM3 訊號是否有雜訊和訊號完整性問題
- 抖動分析工具可針對主/從時脈抖動提供完整的輪廓分析，包括時間間隔錯誤 (TIE) 和週期對週期 Rj/Dj 量測以及隔離潛在的錯誤來源
眼圖最適合用來檢視複雜的 PAM3 波形
加速車用乙太網路設計的除錯和疑難排解
可以預見，複雜網路中的系統或元件有時會故障，因而需要快速偵錯以找出根本原因。 車用乙太網路的資料速率和內嵌時脈較高，因此對雜訊和功率變化會很敏感。
過往透過其故障排除程序來評估波形的工程師，往往會發現 PAM3 訊號比較不好偵錯。 此外，由於車用乙太網路屬雙向匯流排，因此會更難以擷取出預判可能有問題的確切訊號。
Tektronix 的示波器配置了進階分析軟體，可提供讓您快速有效進行故障排除的所需工具，以瞭解是否與標準規格有所差異。
- TIE 和分佈圖可針對時脈還原問題進行故障排除
- 眼圖可快速評估 PAM3 訊號
- 進階抖動分析可藉由判斷抖動是隨機還是固定的以找出雜訊來源
- 延伸式觸發功能
- 快速傅立葉轉換 (FFT)分析可隔離出干擾來源
想要對複雜的系統進行故障排除，您需要多通道量測和具備訊號完整性之能力的工具，例如快速傅立葉轉換和抖動分析。
自動測試 (例如這項功率頻譜密度測試) 會比較測試結果與測試限制，以確認是否符合標準。
確信您的設計符合要求
由於子系統與聯網環境的整合程度提高，工程師必須提供可供驗證的客觀證據以證明每項裝置皆可互通，亦即個別電子控制單元 (或稱 ECU) 能夠可靠地與其他任何 ECU 通訊。各項需求也延伸至 ESD 和 EMC/EMI 測試。
不過，所採用的高速 Mbps 和 Gbps 串列技術越複雜，測試也會變得更有挑戰性。
Tektronix 已涉入高速相容性測試多年，並且能將從中獲得的專業知識應用在測試較新的車用技術上。相容性解決方案可支援 100BASE-T1 (802.3bpTM) 以及 BroadR-Reach 或 100BASE-T1 (802.3bwTM)。最新的相容性解決方案適用於十億位元乙太網路 (IEEE 802.3ch) 和 10BASE-T1S (802.3cg)。全都遵守 OPEN Alliance 所訂立的測試要求。Tektronix 的示波器和頻譜/訊號分析儀也可應用在 ESD 和 EMC 測試。
引進訊號分離供車用乙太網路測試之用
訊號特性和通訊協定測試會對設計、驗證到維護造成挑戰。檢視 ECU#1 與 ECU#2 之間的實際資料、在全雙工模式下存取訊號完整性，以及在不斷開車用乙太網路纜線的情況下檢查通訊協定資料，會增加測試的複雜性、時間和費用。Tektronix 獨一無二的「訊號分離」解決方案正在申請專利，能夠克服市場上現有產品的缺點，讓客戶能夠：
- 在全雙工模式下將流量與 ECU#1 和 ECU#2 分離，無須切開纜線或對車用乙太網路纜線進行硬體變更
- 同時顯示 ECU#1 與 ECU#2 通訊協定解碼資料
- 以全雙工模式執行通訊協定解碼
- 車用乙太網路 PAM3 與訊號分離簡介
- 車用乙太網路：請參閱「真正訊號」
車用乙太網路測試解決方案
測試車用乙太網路設計通常需要示波器、合適的探棒、訊號來源、軟體及合適的測試治具。為了滿足您的需求，Tektronix 提供一系列完整的訊號品質與相容性測試解決方案。
| 車用乙太網路測試 | 示波器 | 軟體 | 探棒 | 訊號源 | 治具 |
|---|---|---|---|---|---|
| 訊號品質測試 (訊號分離、通訊協定解碼、訊號品質與除錯) |
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選項 5/6 -AUTOEN-SS：訊號分離 選項 5/6 -PAM3 (車用乙太網路訊號分析) 選項 5/6 -SRAUTOEN1 (100BASE-T1 通訊協定解碼) 選項 5/6 -DJA (抖動分析) |
|
ECU 相依 聯絡 Tektronix 以取得相關資訊 |
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| Open Alliance/ IEEE PMA Tx 相容性測試 |
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選項 5/6-CMAUTOEN10 (10BASE-T1S 相容性) |
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AFG31000 系列 (回波耗損) | TF-XGBT |
| 選項 5/6-CMAUTOEN (100BASE-T1/1000BASE-T1 相容性) |
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AFG31000 或 AWG5200 系列 (失真和回波耗損) | TF-XGBT、TF-BRR-CFD | ||
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選項 BRR (100BASE-T1/1000BASE-T1 相容性) |
|
AFG31000 或 AWG5200 系列 (失真和回波耗損) | TF-XGBT、TF-BRR-CFD | |
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選項 AUTOEN10G (十億位元乙太網路相容性) |
|
NA | PCB S3401 SB 396373*1 |
自動測試軟體可以安裝在新儀器上、新增至現有儀器中，或在同一系列的一組示波器中共用。聯絡 Tektronix 以取得詳細資訊。
車用乙太網路資源
車用乙太網路測試儀器
面臨其他車聯網應用解決方案的挑戰？
車用乙太網路常見問答集
為什麼在汽車中使用乙太網路？
由於現在車輛傳輸的資料比以往都還要更多，因此它們需要比過去更快的速度、更大的子系統整合以及更複雜的拓撲結構。乙太網路滿足了這些技術要求，同時保持了成本效益和輕量化，並且能够承受車輛在惡劣條件下運作。
哪個最適合汽車應用：CAN 或乙太網路？
儘管 CAN 和乙太網路都用於汽車應用，但乙太網路正迅速成為偏好的網路，因為它可以提供比 CAN 快 100 倍的速度，而且還能整合更多子系統。
汽車網路的未來是什麼？
隨著車載診斷、攝影機、感測器和先進的駕駛輔助、資訊娛樂和智慧安全系統的使用，車輛將持續需要比以往更快、更可靠地傳輸越來越多的資料。車用乙太網路正在成為未來汽車的首選網路。