1000BASE-T1/100BASE-T1(选项 6-CMAUTOEN/5-CMAUTOEN)产品技术资料

汽车以太网测试解决方案

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主要特点

  • 测试时间:设置向导实现全面自动化,根据汽车以太网 1000BASE-T1TM (802.3bp) 和 IEEE P802.3bwTM (100BASE-T1) 标准执行一致性测试。
  • 验证和调试:配套工具如高级抖动分析,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 6.25 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已获专利的测量方式,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。
  • 信号接入:泰克提供了测试夹具、时钟分路器和探头,构成了完整的解决方案。

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-T1TM(802.3bp) 和 IEEE P802.3bwTM(100BASE-T1)。对电信号,为物理媒体连接 (PMA)规定了许多特定测试,第 1 组的重点主要是发射机。1000BASE-T1 汽车以太网测试示波器最少有 2 GHz 的带宽。

支持的 1000BASE-T1 测试
测试项目测试名称测试模式仪器
97.5.3.1 最大输出顶降2 GHz 示波器
97.5.3.2 发射机失真2 GHz 示波器和 AWG
97.5.3.3 定时抖动(主/从)2 GHz 示波器
97.5.3.4 功率频谱密度 (PSD) 2 GHz 示波器
97.5.3.6 时钟频率2 GHz 示波器
97.5.3.5 峰值差分输出2 GHz 示波器
97.7.2.1 MDI 回波损耗从属 2 GHz 示波器和AWG 或泰克 VNA
97.5.3.3 MDI 抖动2 GHz 示波器
支持的 100BASE-T1 测试
测试号测试名称测试模式仪器
5.1.1 最大输出顶降1 GHz 示波器
5.1.2 发射机失真1 GHz 示波器和AWG/AFG
5.1.3 定时抖动1 GHz 示波器
5.1.4 功率频谱密度 (PSD) 1 GHz 示波器
5.1.5 时钟频率1 GHz 示波器
5.1.6 MDI 回波损耗从属 1 GHz 示波器和 AWG 或泰克 VNA
5.1.6 峰值差分输出1 GHz 示波器

泰克汽车以太网测试解决方案为满足 IEEE 802.3bpTM(1000BASE-T1) 和 IEEE P802.3bwTM(100BASE-T1) 要求提供了自动一致性测试。自动一致性测试解决方案包括的测试软件在 1 GHz 或以上 Windows 10 OS 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。


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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。


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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。

 


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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。

执行失真测试时,要求能够参考用来同步示波器和信号发生器的实际物理基准时钟。在特定情况下,可能根本不能直接接入这个时钟。在这些情况下,汽车以太网软件提供了一个选项,进行软件信号校正,确保准确的结果。


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TekExpress 汽车以太网提供了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,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。计算峰值发射机失真,把测得值与一致性测试规范进行对比。


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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,其中采用已获专利的测量方法,而不需要额外的测试仪器。

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。


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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。通过确定正负波形峰值电压,来执行顶降测量。


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顶降测量 – 正


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顶降测量 – 负

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。


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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。


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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。


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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。


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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

信号检定

汽车设计夫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。


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物理层抖动/定时分析


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差分幅度特点


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失真信号眼图分析

测试通过/失败报告

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。


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详细的测试报告,显示 PSD 模板测试示图

6 系列 MSO 示波器


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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,可以以最好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。


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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。

订购信息

要求的软件

选项 5-CMAUTOEN/6-CMAUTOEN 或 SUP5-CMAUTOEN/SUP6-CMAUTOEN(TekExpress 汽车以太网一致性测试软件)

要求的硬件

1000BASE-T1 5 系列 MSO 示波器(2 GHz 选项 5-BW-2000)或 6 系列 MSO 示波器,最小带宽为 2 GHz(选项 6-BW-2500、6-BW-4000、6-BW-6000、6-BW-8000)

100BASE-T1 5 系列 MSO 示波器(1 GHz 选项 5-BW-1000 或 2 GHz 选项 5-BW-2000)或 6 系列 MSO 示波器,最小带宽为 1 GHz(选项 6-BW-1000、6-BW-2500、6-BW-4000、6-BW-6000、6-BW-8000)

选项 5-WIN/6-WIN 或 SUP5-WIN/SUP6-WIN(可拆卸硬盘,装有 Microsoft Windows 10 操作系统)

推荐选项

选项 5-DJA/6-DJA 或 SUP5-DJA/SUP6-DJA(增加高级抖动和眼图分析测量)

选项 5-RL-125M/6-RL-125M 或 SUP5-RL-125M/SUP6-RL-125M(增加 125 M 记录长度)

选项 5-SRAUTO/6-SRAUTO 或 SUP5-SRAUTO/SUP6-SRAUTO(增加 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 串行总线触发和解码)

选项 5-SRAUTOSEN/6-SRAUTOSEN 或 SUP5-SRAUTOSEN/SUP6-SRAUTOSEN,用于 SENT 协议触发和解码器

选项 5-SREMBD/6-SREMBD 或 SUP5-SREMBD/SUP6-SREMBD(增加 I2C、SPI 串行总线触发和解码)

探测
推荐(要求使用两个):1000BASE-T1 TDP3500 差分探头和 100BASE-T1 TDP1500 或 TDP3500 差分探头

可支持:P6247 或 P6248(要求使用 TPA-BNC 转接头)

信号源 (AWG)

推荐:泰克 AFG3152C 信号源

可支持:泰克 AWG5200,带有高幅度 DC 耦合输出选项或 AWG70000 信号源(用于 1000BASE-T1 回波损耗测量)

推荐测试夹具

TF-XGbT 测试夹具

TF-BRR-CFD 时钟分频器

推荐的其他项目

外部电脑监视器

两对 50 Ω 优质 SMA 或同轴电缆(共 4 条电缆),用于 AFG 或 AWG 信号源;所有电缆的长度必须相同

两条 50 Ω 优质同轴电缆,用于时钟分路器输出;两条电缆的长度必须相同

一条 50 Ω 优质 SMA 电缆,用于时钟分路器输入

一条 50 Ω 优质同轴电缆,用于 AFG 或 AWG 信号源,用于标记输出

Last Modified: 2018-08-17 05:00:00
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