车载以太网成为面向未来应用的新型车内网络
车载以太网，简而言之，即将熟悉的数据通信网络中的以太网技术经过修改和优化，以应用在汽车上，使其能满足未来车内高速通信的需求。
车载以太网的历史并没有那么久远。虽然很多年前就已经开始了这项技术的研究，但是IEEE是在2015-2016年才形成了IEEE802.3bw以及802.3bp标准，分别对车载以太网100M速率（简称100BASE-T1）以及1000M速率（简称1000BASE-T1）的通信标准做出了明确的规定。近两年又推出了IEEE802.3cg以及IEEE 802.3ch，分别制定了车载10M速率（10BASE-T1S）以及车载2.5G/5G/10G速率（MultiGBASE-T1）标准。与此同时，OPEN ALLIANCE联盟也对ECU级的测试项目和评估标准做出了规定，目前TC8主要针对100/1000BASE-T1的ECU测试，而MultiGBASE-T1会在TC15中完成。
车载以太网发展迅速，越来越受到汽车产业界的重视。尤其在随着5G、车联网、无人驾驶等应用的出现，传统的低速总线技术无法满足多传感器、摄像头数据等大数据量的传输要求。同时，V2X也对通信低延迟和实时性提出了严苛需求。因此，厂商纷纷借助车载以太网来构建新型车内网络。
总线速率的提升为工程师测试带来挑战介
在以CAN/FlexRay等为代表的低速总线中，由于数据传输速率较低（例如普遍使用的CAN总线速率最高为1Mbps，而常用的为500Kbps），工程师在调测时，往往更多侧重于?？楣δ芑魇?。示波器作为常用工具，在调测时比较容易，且示波器具备的协议触发和解码功能可以帮助工程师捕获特定 CAN信号帧并解码查看，定位故障。如图1所示。
然而，在对更高速的车载以太网接口做验证时，情况会复杂很多，需要进行物理层一致性测试。
首先，随着被测信号速率的提升，为了保证信号完整性需要使用更大带宽的示波器。选择示波器的带宽时，可参考表1。
表1 车载以太网速率测试所需示波器带宽
IEEE 802.3协议和OPEN ALLIANCE针对各个不同的速率也明确规定了不同的测试项目及评估标准。以最新发布的10G速率的IEEE802.3ch为例，发射端物理层的测试内容包括最大输出压降，发射端线性度，抖动（确定性抖动/随机抖动），功率谱密度，差分电压峰值，时钟频率，回波损耗等测试项目，其中回波损耗需要使用矢量网络分析仪来测试。
工程师凭借调试低速总线的经验，通过手动测试可能无法有效完成这些测试任务。例如：在低速总线测试时，比较少关注抖动细节，更没有讨论确定性抖动或随机抖动的必要。功率谱密度，回波损耗这些指标也很少涉及；最大输出压降的测试原理比较简单，但是测试过程繁琐，要求能够准确测试信号波形中距离第一个过零点4ns位置和16ns位置的电压差。如果手动测试，不仅效率低，而且会由于人为设置测量而造成误差；高速信号的测试对连接夹具也提出了高要求，不合格的夹具可能导致过大的衰减，导致测试结果失败。
一致性测试方案让自动测试成为可能
罗德与施瓦茨（以下简称“R&S公司”）的示波器可以提供K24（100BASE-T1）， K87（1000BASE-T1）， K88（MultiGBASE-T1）， K89（10BASE-T1）车载以太网一致性测试软件。如图2是RTP系列示波器的10GBASE-T1的软件界面，支持的测试项目与IEEE 802.3ch发射端的定义保持一致。
以10G速率车载以太网为例，从以下几个方面来了解测试时的注意事项，以及一致性软件是如何简化测试过程。
01
在使用示波器捕获被测信号时，需要按照IEEE 802.3ch的定义，对不同的测试项需要配置被测件发出指定的波形。需要指出的是，即使使用一致性测试软件，也需要工程师能够控制被测件能够发出正确的测试波形。例如在测试MDI Jitter Master mode时，需要被测件发送Test Mode 2波形；在测试Transmitter Maximum Output Droop时，需要被测件发送Test Mode 6波形。
一致性软件会根据选择的测试项目，给出连接向导和所需发送波形的示意图，如图3所示。工程师在开始测量前可预先检查连接情况以及被测件是否发出了正确的被测波形。
02
捕获到符合要求的波形数据后，需要根据规定的分析方法，经过大量的计算得出各个测量指标的数值，进而和标准对比来判断是否符合需求。
一致性测试软件会大大简化分析过程。软件会在捕获到波形后，自动进行计算，给出测试指标并与IEEE标准规定进行对比，同时保存截图，汇总生成测试报告。如图4所示为发送Test Mode 2波形时，得到的随机抖动（Random Jitter）的结果和分布曲线等。
03
在实验的可重复性方面，不同的工程师测试时或同一工程师对不同的被测件测试时，会由于对示波器的基本参数设置的不同，造成测试结果的差异，使得结果难以比对。而一致性测试软件不会涉及该问题，只需要工程师在测试时根据测试场景设置合适的参数（可使用默认参数），方便工程师对优化前后的产品性能做对比。
04
车载以太网是用于车内网络通信的技术，目前还没有规定统一的接口形态（不同于10/100/1000BASE-T均使用RJ-45接口）。通常不同厂家甚至同一厂家的不同产品会具备不同的接口形态。因此在将被测件的信号接入到示波器或者矢量网络分析仪时，需要使用高质量的夹具以减小对信号的影响。
R&S公司针对此连接的需求，也提供了RT-ZF7A夹具。如图5所示，RT-ZF7A具备优秀的射频性能，一端通过焊接方式连接不同类型被测接口，另一端通过标准SMA接口连接线缆至示波器端口，保证信号完整性。
综上所述
R&S公司可以提供高带宽示波器和矢量网络分析仪，并且具备完善的从10M速率至10G速率的车载以太网一致性测试方案。另外，针对工程师调测总线的需求，R&S公司的示波器也具备100BASE-T1和1000BASE-T1的触发解码软件以及夹具，帮助工程师从容应对新型车内总线的研发与测试工作。
责任编辑：haq
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发表于 12-27 16:53
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在IEEE标准协会（IEEE Standards Association）日前举办的车载以太网络/IP技术大会（Ethernet & IP @ Automotive Technology Day）上
发表于 11-02 14:04
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随着汽车电子的日益复杂化、联网化和宽带化，车载以太网顺应此发展趋势在车内具有广阔的发展空间。本文对车载以太网技术，包括其起源、定义、发展趋势、主要技术以及其标准化的概况进行了全面的分析和介绍。
发表于 07-29 19:13
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如今，以太网是汽车领域的一项成熟技术，它延续采用并集成 ISO 13400 互联网协议诊断通信 （DoIP） 协议。这种趋势正通过标准的以太网物理接口提供迅速的重新编程速度。当然，要想让以太网作为车载网络总线的通用标准被人们广泛接纳，仍有一些问题亟需解决。
发表于 01-26 09:39
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CAN 、LIN、FlexRay、MOST？你out了！来看看车载以太网吧！
发表于 06-02 16:09
正值汽车电子迅猛发展之际，车载网络（IVN）也成为关注重点。对于车载网络首选CAN、LIN、LVDS、FLexaRay还是MOST技术，在众说纷纭之时，为什么博通会另辟蹊径选择以太网技术？
发表于 06-24 09:26
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近些年来，随着网络技术的发展和工业控制领域对网络性能要求越来越高，以太网正逐步进入工业控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。
发表于 01-22 14:06
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以太网相较工业以太网有以下四大缺陷,要使以太网符合工艺上的要求，还必须克服这4大缺陷
发表于 12-12 15:16
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以太网 最早由Xerox（施乐）公司创建，在1980年，DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和1
发表于 06-14 15:05
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汽车以太网的最初应用通常包括车载诊断系统(OBD)，它大大缩短了软件的下载时间。似乎有一种普遍的共识：OBD将转向基于IP的接口(即以太网的物理层)，而非速度较慢的传统CAN。
发表于 01-21 08:56
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课程说明....1课程介绍...... 1课程目标...... 1第1 章 概述 21.1 以太网的设计目标.... 21.2 以太网基本技术........ 21.2.1 半双工CSMA/CD ... 21.2.2 以太网的物理介质.... 3
发表于 08-06 14:53
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本文针对网络环境下实际倒立摆对象的起摆与镇定问题，研究分析了普通以太网和交换以太网两种网络模型对系统控制性能的影响。实验结果表明在交换以太网环境下，倒立摆系统
发表于 06-06 15:14
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以社区综合服务系统为例， 介绍一种新型的基于“网络通”的以太网家庭数据终端。系统以以太网为通信媒介， 利用“网络通”进行家庭内外信息交换，采用分时操作系统对家庭的
发表于 05-14 13:13
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车载以太网成为应用新型车内网络
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工商网监
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