汽车以太网测试解决方案

主要功能

• 测试时间：通过设置向导实现全面自动化，可根据汽车以太网 1000BASE-T1^TM (802.3bp) 和 100BASE-T1 (802.3bw^TM) 标准执行一致性测试。软件将根据测试要求自动配置设备，这可缩短整体测试时间。
• 测试覆盖范围：适用于 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 的汽车以太网解决方案基于 IEEE 和 Open Alliance 规范设计。测试覆盖范围符合 OPEN Alliance TC8 ECU 测试要求。
• 验证和调试：配套工具（如高级抖动分析）可帮助您在进行一致性测试前或发生故障时找到问题。
• 信号检验：除一致性测试外，还为在不同环境条件下测试 DUT 提供了自动测试和高级抖动分析工具。
• 全方位报告：自动编制报告，包括波形的测试通过/失败截屏。
• 测量精度：5/6 系列 MSO 示波器可提供准确、可重复的结果，其具有 12 位 ADC 垂直分辨率，采样率为 3.125 Gs/s（5 系列 MSO）和 12.5 Gs/s（6 系列 MSO）。
• 回波损耗测量：100/1000BASE-T1 规范规定了“回波损耗”测量，要求使用矢量网络分析仪 (VNA)。通过泰克汽车以太网测试解决方案中的测量方式，设计人员可以使用示波器执行回波损耗测量，而不需要额外的测试设备。
• ECU 时钟访问：“失真”测试需要访问 ECU 时钟，而这在大多数时间是无法实现的。泰克独有的算法软件校正方法允许用户在不连接 ECU 时钟的情况下执行失真测量。此方法适用于 100BASE-T1 和 1000BASE-T1。
• 性能验证：汽车以太网应用允许用户多次运行选定的测试。报告将显示每次运行的通过/不通过结果，以研究不同运行过程中的 ECU 性能。

自动汽车以太网一致性测试

业界制订了物理层一致性测试，以保证不同设计和不同硬件厂商之间的互通性。执行这些测试的要求已经扩展，现在覆盖汽车以太网 1000BASE-T1^TM(802.3bp) 和 100BASE-T1 (802.3bw^TM)。对于电信号，为物理介质连接 (PMA) 规定了许多特定测试，并且第 1 组主要关注的是发射机。1000BASE-T1 汽车以太网测试要求示波器最少有 2 GHz 的带宽。

泰克汽车以太网测试解决方案提供了自动一致性测试，以满足 100BASE-T1 (IEEE 802.3bw^TM) 和 1000BASE-T1 (IEEE 802.3bp^TM) 要求。自动一致性测试解决方案随附测试软件在 1 GHz 或以上 Windows 10 操作系统泰克示波器上运行，执行所有物理层 (PHY) 发射机一致性测试。

一致性测试软件可以全面测试或选择性测试任何发射机电气指标，包括使用示波器全面控制要求的设置。软件设置灵活，可以执行设计验证、裕量分析和可重复一致性测试，同时降低仪器设置难度。此外，软件可以生成完善的带日期标记的测试报告及测试通过/失败结果，显示波形和数据示图。

TekExpress 汽车以太网设置菜单 – 1000BASE-T1

汽车以太网一致性测试软件可以通过简单的 Setup 菜单选择所有或任何特定测试。软件导航采用逻辑化工作流程，可以迅速进行测试设置，改变及复核测试结果。

视被测器件连接、探测、测试夹具、校准及示波器和信号发生器使用情况，测试设置配置变化很大。为帮助测试仪正确设置测量，汽车以太网软件为每项测试提供了设置说明及图像和参考示图，确保设置正确。

设置配置

汽车以太网一致性测试软件要求泰克 5/6 系列 MSO 示波器，并装有选项 5-WIN/6-WIN 或 SUP5-WIN/SUP6-WIN (Microsoft Windows 10)。由于它作为 Windows 应用运行，所以该软件可以共享示波器显示画面。为方便起见，推荐配置是增加一台 PC 显示监视器，与示波器屏幕分开显示一致性测试软件和测试报告。

在单独的监视器上显示一致性测试软件，更简便地分析结果

进行每项测试都要求使用器件供应商提供的专用软件，针对特定操作模式来配置发射机。一旦正确配置了发射机，同时使用了正确的测试夹具和探头，那么可以配置汽车以太网软件设置，与关心的特定测试相匹配。在选择测试后，软件会指引用户执行所有必要的仪器设置。对失真和回波损耗测试，这可能会包括对信号发生器进行必要的设置，以进行这些测试。

失真（有和无 TX_TCLK 访问权限）：

失真测试需要使用干扰信号，并且示波器的数据采集时钟是锁定到 DUT TX_TCLK 的频率。泰克通过使用“硬件时钟分路器”方法支持此方法。

大多数 ECU 无法访问 TX_TCLK 信号。泰克开发了适用于 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 的独有算法，该算法能够在有干扰的信号上执行软件时钟恢复。该方法不需要访问 DUT 时钟或硬件锁定或时钟分路器装置。

TekExpress 汽车以太网提供外部基准时钟输入源 - 1000BASE-T1

业界规定的测试

为保证硬件互操作能力，测试软件采用 OPEN (单线对以太网) 联盟特殊利益集团 (SIG) 规定的测试方法和测试限制。严格遵循 OPEN 联盟测试套件文档的要求，确保全面支持仪器设置、算法和测试结果。

失真测量

失真测试配置为“支持的 1000BASE-T1/100BASE-T1 测试”表中指明的测试模式，测量允许的最大发射机失真。这一测试要求使用干扰正弦波信号，添加到物理层输出信号中。计算了峰值发射机的畸变，测量值与一致性测试规范进行比较。

失真测量

回波损耗测量

MDI 回波损耗测试确定 100 Ω 差分阻抗指标的阻抗不匹配，这将影响硬件互操作能力。可以使用泰克 VNA 执行这一测试，但也可以结合使用泰克 5-CMAUTOEN/6-CMAUTOEN 解决方案与示波器来执行这一测试，其中采用的测量方法，而不需要额外的测试仪器。

适用于“回波损耗”测量的设置配置

“抖动”和“发送时钟频率”测量

物理层有一个符号时钟，是使用“支持的 1000BASE-T1/100BASE-T1 测试“表中指明的测试模式得到的输出。运行不同测试，测量主 (从) RMS 抖动和 TX 时钟频率。

抖动和发送时钟频率测量

顶降测量

使用“支持的 1000BASE-T1/100BASE-T1 测试”表格中指明的测试模式配置物理层。通过确定正和负波形峰值电压，来执行顶降测量。

顶降测量 – 波形的正峰值和负峰值

功率频谱密度 (PSD) 测量

使用内置示波器 MATH 功能，计算输入信号的频谱(设置成“支持的 1000BASE-T1/100BASE-T1 测试”表中指明的测试模式)在信号上进行后期处理，得到 PSD。然后使用上限和下限模板，把计算得出的 PSD 与规范进行对比，得到最终结果。

功率频谱密度 (PSD) 测量

“MDI 抖动”测量

配置成“支持的 1000BASE-T1/100BASE-T1 测试”表中指明的测试模式，发送三个{+1}符号，后面连续跟着三个{-1}符号。测量数据信号的抖动。

“MDI 抖动”测量

验证和调试

通过使用 5/6 系列 MSO，可以在设计早期，在最终一致性测试前简便地完成验证和调试。示波器的标准测量功能与选配的 5-DJA/6-DJA 高级抖动和定时分析软件相结合，支持多种关键一致性测试，包括：

• 时钟频率和发射机幅度及直方图和趋势分析
• 正负顶降测量
• 全面表征抖动性能，包括 TIE 和直方图特点
• 对 PAM3 信号进行眼图分析

这类早期测试提高了通过一致性测试的可能性，同时支持更全面地表征和确定设计裕量。主从抖动测量可能极具挑战性，因为一致性测试极限紧张，需要消除可能的随机抖动源或确定性抖动源。

使用 5/6 系列 MSO 测量和选项 5-DJA/6-DJA 测量进行的发射机主抖动分析，显示时间间隔误差 (TIE) 值为 30.68 ps

确保主从设备之间实现可靠的网络通信，一个主要问题是受到各种干扰源的影响。在 PAM3 信令中，确认可靠运行与识别可能的干扰源或错误情况可能很难区分。

实践证明，眼图分析可以评估复杂的通信信号组成的长数据流。为示波器配置高级抖动和眼图分析软件（选项 5-DJA/6-DJA），可以全面调试和执行抖动、定时和眼图测量。

使用 5/6 系列 MSO 测量和选项 5-DJA/6-DJA 测量进行的发射机主抖动分析，显示时间间隔误差 (TIE) 值为 30.68 ps

信号质量测试

汽车设计人员需要在各种条件下检验电路设计质量，比如不同的温度、电压和振动条件下。除一致性测试外，设计人员需要在各种条件下检验设计质量。5-DJA/6-DJA 高级抖动和定时分析软件允许设计人员配置 1000BASE-T1/100BASE-T1 测量，在不同环境条件下运行测量。设计人员可以在汽车环境中集成测量，使用连续模式运行测量。

物理层抖动/定时分析

差分幅度特点

失真信号眼图分析

“通过/不通过”报告

5-CMAUTOEN/6-CMAUTOEN 支持 MHL 或 PDF 格式的摘要报告，可以迅速简便地编制一致性测试文档。该软件在测试完成时自动生成报告，包括测试通过/失败状态，迅速分析测试结果。报告中还包括测试配置细节、波形图、示波器显示画面和裕量分析，可以深入了解设计特点。

详细的测试报告，显示 PSD 模板测试示图

6 系列 MSO 示波器

6 系列 MSO 示波器

由于高达 8 GHz 模拟带宽、25 GS/s 采样率、最低噪音和最高分辨率，6 系列 MSO 示波器拥有所需的性能，可以以超高的信号保真度和分辨率捕获波形，查看汽车以太网信号小的波形细节。

在您需要捕获高幅度信号，同时又要查看较小的信号细节时，6 系列 MSO 示波器提供了杰出的性能，可以捕获关心的信号，同时最大限度地降低不想要的噪声的影响。6 系列 MSO 示波器的核心是 12 位模数转换器 (ADC)，其提供的垂直分辨率是传统 8 位 ADC 的 16倍。

探头和测试夹具

准确的可重复的一致性测试要求接入 PHY 发射机输出和基准时钟，必须支持校准和使用干扰信号。推荐方式是使用泰克 TF-XGbT 以太网夹具和 TF-BRR-CFD 时钟分路器夹具。这些夹具可以支持所有测试设置，同时为探测提供方便的测试点。

TF-XGbT 以太网夹具

如果想直接探测 DUT，应使用 ≥2 GHz 的差分探头。泰克 TDP3500 是推荐用于 1000BASE-T1 测试的差分探头。