100BASE-T1/BroadR-Reach® 产品技术资料

汽车以太网测试解决方案

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泰克 5-CMAUTOEN 解决方案提供了多种仪器和工具来全面满足早期验证和调试要求,并为 100BASE-T1 和 BroadR-Reach 标准提供全自动一致性测试软件。汽车以太网技术整合对全面验证设计提出了更高的需求,以保证将在苛刻环境中可靠地运行的多个 ECU 和器件间的互操作性。为了满足严格的一致性测试并增强对适合现实世界的设计裕度的信心,完整的测试解决方案必不可少。

验证和调试

可以使用 5 系列 MSO 示波器,在设计流程早期,在最终一致性测试前简便地完成验证和调试。示波器的标配测量功能及选配 5-DJA 高级抖动和定时分析软件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
  • PAM3 信号眼图分析

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 系列 MSO 测量和选项 5-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。在使用 PAM3 信令时,很难确认可靠运行及识别干扰源或错误条件。

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),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 系列 MSO 测量和选项 5-DJA 测量,分析在发射机 PAM3 通道中注入的一个 11.11 MHz 干扰源信号

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。这些要求已经扩展,现在包括汽车以太网 BroadR-Reach V3.2 和 IEEE 802.3bw™ (100BASE-T1)。对于电信号,业界为物理媒介连接(PMA)规定了具体测试规范,作为第 1 组的一部分,主要重点是发射机。汽车以太网测试要求带宽最低 1 GHz 的示波器。支持的测试包括:

  • 最大输出顶降
  • 失真
  • 定时抖动 (主/从)
  • 功率频谱密度 (PSD)
  • 时钟频率
  • MDI 回波损耗
  • 峰值差分输出

泰克汽车以太网测试解决方案为满足 IEEE 802.3bw™ (100BASE-T1) 和 BroadR-Reach V3.2 要求提供自动一致性测试支持。自动一致性测试解决方案包括测试软件,其在装有 Windows 操作系统的 1 GHz 及以上泰克示波器上运行,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规范,包括使用示波器全面控制要求的设置。软件设置灵活,支持设计验证、裕量分析及可重复一致性测试,同时降低仪器设置难度。此外,软件可以生成全面的加有时间标记的报告,并包含测试通过/失败结果、显示波形及数据示图。


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TekExpress 汽车以太网设置菜单

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。为协助用户,汽车以太网软件为每项测试都提供了设置说明,包括图像和参考图示,以保证设置正确。


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设置配置

汽车以太网一致性测试软件要求配有选项 5-WIN 或 SUP5-WIN (Microsoft Windows 10)的泰克 5 系列 MSO 示波器。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。为实现最优操作,推荐配置是增加一台电脑显示器,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,软件会在需要时引导用户,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。

执行失真测试要求能够参考同步示波器和信号源使用的实际 PHY 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个可选的选项,进行软件校正,确保结果准确。


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TexExpress 汽车以太网软件提供了外部基准时钟输入源

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。严格遵守 OPEN 联盟测试套件文件,以保证全面支持仪器设置、算法和测试结果。

可以把测试结果定义为一项测量、多项测量或某个测试特定的测试模板。显示的实例用于发射机 PSD (功率频谱密度)和发射机输出顶降。


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PSD 测试显示了一致性测试,对比结果与模板极限。


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在表格中显示顶降测试的一致性测试结果,包括极限和裕量。


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5 系列 MSO 上的 PSD 测试源波形


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顶降测试,显示 5 系列 MSO 上的源波形。

通过或失败报告

MHTML 或 PDF 格式汇总报告,快捷简便地创建一致性测试文档。报告提供了测试通过/失败状态,在测试完成后自动生成。报告中包括测试配置细节、波形图、示波器显示画面和裕量分析,以更深入地了解设计特点。


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详细的测试报告,显示 SPD 模板测试图

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。推荐方法是使用泰克 TF-GBE-BTP 以太网夹具和 TF-BRR-CFD 时钟分路器夹具,其不仅可以支持所有测试设置,还可以为探测提供方便的测试点。


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泰克 TF-GBE-BTP 以太网夹具

为直接探测 DUT,应使用带宽 ≥ 1 GHz 的差分探头。泰克 TDP1500 是推荐的差分探头。

订购信息

要求的硬件

5 系列 MSO 示波器 (1 GHz 选项 5-BW-1000 或 2 GHz 选项 5-BW-2000)

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

要求的软件

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

选项 5-DJA 或 SUP5-DJA (增加高级抖动和眼图分析测量)

推荐选项

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

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

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

探测
推荐 (要求两只): TDP1500 或 TDP3500 差分探头

支持的: P6247 或 P6248 (要求使用 TPA-BNC 转接头)

信号源

推荐: 泰克 AFG3252C 信号源 (推荐)

支持的: 泰克 AWG5000C 或 AWG7000C 信号源 (支持的)

推荐测试夹具

TF-GBE-BTP 以太网转接头

TF-BRR-CFD 时钟分频器

推荐的其他项目

外部电脑监视器

USB 键盘

USB 鼠标

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;所有电缆必须等长

两条 50 Ω 优质同轴电缆,用于时钟分路器输出;两条电缆必须等长

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

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