跟着轿车行业加速转向轿车以太网技能，全方位规划验证对确保多个ECU之间的互操作才能和牢靠运转至关重要。轿车以太网概念是由OPEN联盟SIG提出来的，也叫IEEE 802.3bw (原BroadR-Reach)，是为轿车联网运用规划的一种以太网物理层规范，如高档安全功用、舒适和信息文娱功用。经过轿车以太网，多个车载体系能够经过一条非屏蔽单绞线电缆一起拜访信息。对轿车制造商来说，这一技能降低了联网本钱和线缆分量，一起提高了信号带宽。
为完成更高的信号带宽，轿车以太网在双绞线电缆上选用全双工通讯链路，支撑一起收发功用及PAM3信令。选用PAM3完成全双工通讯，或许会令检查轿车以太网事务及信号完整性测验变得非常复杂。
OPEN联盟为元器件、信道和互操作才能制订了轿车以太网测验规范。测验体系整合了电子操控单元(ECU)、连接器和非双绞线电缆。测验要求体系在车内严苛的环境条件和噪声条件下作业。为此，用户必需能够在体系级表征和检查信号完整性和事务，才干履行牢靠性测验。客户需求在体系级进行信号完整性测验的运用实例有：
• TC8信号质量测验
• ECU元器件表征和测验
• 轿车以太网电缆、连接器、电缆长度和路由表征和测验
• 电磁噪声或高斯噪声测验
• 大电流注入测验
• 出产单元测验
• 轿车体系对轿车以太网功能的影响
-DC马达开/关
-发动机开/关
• 轿车以太网体系调试
泰克主张在规划阶段履行信号完整性测验，在体系整合前确认潜在的问题。
图1：轿车以太网全双工通讯链条。
全双工通讯和测验应战
全双工通讯及PAM3信令为在实在国际条件下验证ECU添加了复杂度。大多数串行规范都在单工形式下作业，一次只要一台设备通讯，有些通讯规范对发送和接纳运用一条独自的链路，而在轿车以太网中，主设备和从设备能够经过同一条链路一起通讯。(参见图1)
因而，来自主设备的信号与来自从设备的信号彼此叠加。主设备知道它发送的是哪些数据，它能够从叠加的信号中确认从设备的信号，反之亦然。虽然收发机是为处理这种状况而规划的，但在示波器上阻隔信号，进行信号完整性测验或协议解码几乎是不或许的。
主信号与从信号没有分隔时看到的轿车以太网信号。
为了在链路上进行信号完整性剖析，运用示波器在实践体系环境中进行协议解码，轿车规划人员必需分隔检查每条链路，用户有必要先把信号分隔，然后再进行剖析。
应该指出的是，最好在轿车整合阶段履行信号完整性测验，挑选电缆、检查ECU在电磁噪声条件下的功能，确认最优的电缆长度和路由等。对这类剖析，能够把眼图测验作为非常重要的东西，来检查体系健康状况，咱们在后面将对此展开评论。
分隔轿车以太网PAM3信号
现在，有两种办法把主信号与从信号分隔。第一种是传统办法，要求用户断开或剪断轿车以太网电缆，刺进定向耦合器来分隔和测验信号。这种办法在以最小搅扰完成准确测验方面自身存在着缺陷。第二种办法也便是泰克信号分隔办法，这是一种新办法，选用先进的软件和探头，非刺进式分隔信号，用户能够更清楚地检查实在的信号。这种办法克服了传统定向耦合器办法的缺陷。下面咱们将评论并比较这两种办法。
● 定向耦合办法
如前所述，定向耦合器办法要求断开轿车以太网电缆，输入定向耦合器分隔信号。在体系级剪断电缆并不是一件易事，因而这种办法并不合适进行体系级测验。
经过这种办法，用户能够检查主信号和从信号，但它引进了插损和回损，很难确认过错是体系引起的，仍是新增硬件引起的。此外，虽然咱们或许能够消除定向耦合器的影响，但反嵌或许会扩大体系中的噪声，影响丈量和表征精度。
定向耦合器办法。
主信号的眼图显现了定向耦合器插损和回损的影响。
咱们运用的设置包含把轿车以太网转换到SMA连接器的夹具、定向耦合器、把SMA转换到轿车以太网电缆的夹具。
眼图显现了在装置定向耦合器后插损和回损对轿车以太网信号的影响。最大起伏是100 mVpp，由于定向耦合器选用定向原理作业，插损和回损成果使眼图闭合。直到最近，定向耦合器办法一向是默许的轿车以太网测验办法，由于之前一向没有泰克根据软件的信号分隔测验办法。
● 泰克信号分隔办法
泰克信号分隔办法于2019年7月面世，它一起从主测验点和从测验点检查电压波形和电流波形，来分隔全双工信号，并选用专有软件算法供给分隔后的信号。泰克信号分隔办法是一种根据软件的处理方案，它不必剪断轿车以太网电缆，用户就能看到实在信号。这种办法的优势之一，是它能够显现主信号和从信号，而不会像定向耦合器办法那样添加插损和回损及反嵌影响。
泰克信号分隔办法。
下面的眼图选用泰克信号分隔软件。与定向耦合器眼图比较，信号质量更高，眼图“更清楚”。用户能够准确地表明轿车以太网信号，完成信号质量丈量，并能够更快地确认潜在的功能问题。
选用泰克信号分隔软件的主信号的眼图。
信号分隔办法与定向耦合办法比较
咱们运用上面说到的两种测验办法，进行丈量测验，比照测验成果。
在测验中，咱们先运用泰克信号分隔技能、一只电流探头和电压探头设置和运转测验。对定向耦合器办法，咱们剪断轿车以太网电缆，刺进带有SMA连接器的定向耦合器。然后咱们运转测验，测验条件与定向耦合器办法相同，然后调用信号分隔办法波形，比照这两种测验办法。
泰克信号分隔办法和定向耦合办法的测验成果比照。
比较成果显现，这两种办法的起伏存在着显着差异，说明晰定向耦合器的影响。在选用定向耦合器办法时，主信号的起伏约为90 mVpp (峰峰值电压)，从信号的起伏约为85 mVpp。比较之下，信号分隔办法中主信号的起伏约为1.5 Vpp，从信号的起伏约为1.45 Vpp。在本例中，定向耦合器添加了20 dB损耗。
为消除定向耦合器引进的断点，反嵌必不可少，以补偿插损和回损。如前所述，虽然有或许能够消除定向耦合器的影响，但反嵌或许会扩大体系中的噪声，影响丈量和表征精度。还应该指出，反嵌或许会耗用很长时刻，极具应战性。此外，对轿车的体系级测验和保护保养来说，剪断电缆、装置定向耦合器或许会极具应战性。
比较之下，信号分隔办法不必搅扰体系就能显现实在信号。经过这种全新的轿车以太网测验办法，用户能够表征信号，精度更高，时刻更少，并且不会添加费用和丈量应战。用户能够运用这种办法，在体系级履行信号完整性测验，履行运用环境中供给的一切测验。
小结
本文介绍了轿车以太网、全双工通讯、阻隔主信号与从信号的需求、信号分隔测验办法，以及当时定向耦合器刺进办法与泰克新式信号阻隔办法比较。
经过比较两种轿车以太网测验办法，能够了解泰克信号分隔处理方案的优势，如比定向耦合器信号办法更准确地检查实在信号，简化了元器件级和体系级测验设置，缩短了测验时刻，满意了轿车整个生命周期的测验需求。
如需进一步了解怎样运用PAM3剖析东西及泰克测验处理方案分隔信号，进行轿车以太网信号完整性剖析，敬请拜访：www.tek.com/automotive/automotive-ethernet。
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