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如何确保新一代车载网络的一致性和性能?(三)

2020.9.29

测试挑战#1:调试总线问题

CAN、LIN 和 FlexRay 均是相对成熟的总线协议,设计目标是强健、容易集成。即便如此,车载通信可能仍会受到噪声、电路板布线及启动 / 关闭定时的影响,产生总线错误过多及锁定等问题。CAN、LIN 和 FlexRay 的常见问题包括排除信号问题,调试解码后的协议,了解多条通道、传感器和激励器。在 SENT 中,很难先配置示波器解码快速和低速通道 SENT 消息,然后再触发解码后的信息。

如前所述,多条总线在汽车封闭的空间内同时运行,可能会产生 EMI,导致信号质量差。预一致性测试可以帮助您隔离和识别信号质量问题和总线性能问题的成因,另外还可以改善针对相关标准通过 EMI 和电磁兼容性(EMC)正式测试的能力,如 CISPR 12、CISPR 25、EN 55013EN 55022 (被 EN 55032 替代)和 CFR Title 47, Part 15。

测试挑战#2:检验电气一致性

保证汽车之间及汽车内部可靠的低时延数据流,对整个系统的安全运行至关重要。与 CAN、 LIN 等不同,汽车以太网拥有 IEEE 和 OPEN 联盟规定的一套复杂的一致性测试,包括各种电气要求,以确保满足标准。这些测试通常在设计、验证和生产过程中执行。在汽车以太网中,物理(PHY)层电气测试覆盖发射机 / 接收机(收发机)性能的多个关键指标。这些测量的具体目标,是测试物理介质连接(PMA)相对于各种电气参数据的一致性。

测试挑战#3:验证协议一致性和系统性能

汽车以太网采用全双工操作,因此链接的两台设备可以同时收发数据。与传统共享网络相比,这提供了三个相关优势:第一,两台设备可以一次收发数据,而不是轮流收发数据;第二,系统的总带宽要更大;第三,全双工可以在不同的设备对(如主设备和从设备)之间同时实现多个会话。

除了这些复杂情况外,汽车工程师还面临着另一项挑战:采用 PAM3 信令进行全双工通信,使其很难先查看汽车以太网业务,然后再全面表征信号完整性。如果想在链路上执行信号完整性分析,并在真实系统环境中解码协议(使用示波器),设计人员必需分开查看每条链路,这要求先隔离信号,然后才能执行分析。

测试挑战#4:获得排障和调试所需信息

不管问题是总线性能、EMI、电气一致性还是协议一致性,都有两个基础指标决定着信号质量,进而决定数据性能,那就是幅度和定时。这两个指标精确运行,对保证数字信息透过总线成功传输必不可少。由于总线速度越来越快,信号调制技术越来越复杂(如 PAM3),这一点也变得越来越困难。示波器是首选的测量工具,但如果没有足够的频率覆盖范围、通道数、附件和屏幕分析功能,排障和调试过程可能会变得异常繁琐耗时。

解决方案:借助标准化的力量


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