《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的重要性

2018-09-12
關(guān)鍵詞: 汽車 以太網(wǎng) 德州儀器

  由原始設(shè)備制造商(OEM)及一流車企采用和改造以太網(wǎng)的工作在若干年前就已經(jīng)開始了。電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.3標(biāo)準(zhǔn)針對汽車應(yīng)用作出的修訂包括IEEE 802.3bw(100BASE-T1,,100Mbps,,銅纜)及IEEE 802.3bp(1000BASE-T1,1Gbps,,銅纜)。

  由于這些修訂將針對汽車的更多要求和功能納入其中,,包括呈現(xiàn)爆炸式增長的車載信息娛樂系統(tǒng),、高級駕駛員輔助系統(tǒng)、車載診斷系統(tǒng)以及汽車-外界互聯(lián)技術(shù)(5G,,V2X),,因此具有非常重要的意義。

  修訂主要解決了物理層(PHY)的需要,。涉及到的PHY接口包括電氣接口和網(wǎng)絡(luò),,它們也稱為媒體依賴型接口(MDI)。汽車獨(dú)有PHY規(guī)范的一個(gè)關(guān)鍵因素是MDI信令,,它既可以解決電磁干擾(EMI)/電磁兼容性(EMC)問題,,也支持在網(wǎng)絡(luò)中使用非屏蔽的單雙絞線電纜。這減少了接線的重量和成本,,這對于汽車是重要的因素,。

  減輕重量和降低成本并非聯(lián)網(wǎng)汽車的唯一優(yōu)勢。以太網(wǎng)有助于形成交換網(wǎng)絡(luò),,從而實(shí)現(xiàn)其他共享總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(控制器局域網(wǎng),,本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),F(xiàn)lexRay和面向媒體的系統(tǒng)傳輸)所不具備的更高帶寬和更高數(shù)據(jù)速率,。

  在車載通信系統(tǒng)中采用交換網(wǎng)絡(luò)的方法,,將帶來許多以前共享總線拓?fù)渌哂械南嗤木窒蓿缈煽啃?、EMI/EMC,、電氣接口規(guī)范的合規(guī)性與功能符合性。上述最后兩個(gè)項(xiàng)目會(huì)影響與其他接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的互操作性。網(wǎng)絡(luò)連接車載傳感器的數(shù)量越來越多,,這些傳感器可能來自不同的供應(yīng)商,,每個(gè)傳感器可能使用不同的PHY(見圖1)。

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  圖 1:分布式車載傳感器網(wǎng)絡(luò)

  在早期,,幾位汽車業(yè)人士意識(shí)到需要建立正式合作才能解決EMC/EMI和互操作性問題,。單對以太網(wǎng)(OPEN)聯(lián)盟(OA)特別興趣小組(SIG)成立于2011年,現(xiàn)已有300多位成員,,包括OEM,、供應(yīng)商和技術(shù)提供商。OA不僅指導(dǎo)了開發(fā)面向汽車的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂,,而且還制定了面向PHY的合規(guī)性測試規(guī)范,,用于確保來自各供應(yīng)商的不同元件的閾值功能和性能,從而實(shí)現(xiàn)汽車業(yè)所需的必要系統(tǒng)集成可靠性和簡便性,。

  OA制定的PHY合規(guī)性測試規(guī)范包含三個(gè)主要方面:EMC/EMI性能,、功能和IEEE標(biāo)準(zhǔn)電氣合規(guī)性及不同廠商的PHY之間的互操作性。具體的測試規(guī)范有:

  ?100BASE-T1 EMC Test Specification for Transceivers.

  ?BroadR-Reach Physical Media Attachment Test Suite

  ?BroadR-Reach PHY Control Test Suite

  ?BroadR-Reach Physical Coding Sublayer Test Suite.

  ?100BASE-T1 Interoperability Test Suite.

  上述統(tǒng)稱為100BASE-T1 PHY互操作性與合規(guī)性測試,,這些測試規(guī)范由OA技術(shù)委員會(huì)1(TC1)制定,。它們共同構(gòu)成了技術(shù)供應(yīng)商必須通過的主要合規(guī)性測試,展示了標(biāo)準(zhǔn)要求的閾值功能和性能,。它們還給予OEM和供應(yīng)商比較PHY的工具,。

  TC1委任三家獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室為行業(yè)提供測試服務(wù),每一家負(fù)責(zé)PHY合規(guī)性測試規(guī)范的一個(gè)主要方面,。作為OA的成員,,TI參與了測試。例如,,TI的DP83TC811R-Q1和DP83TC811S-Q1均成功通過三家實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行的各個(gè)合規(guī)性測試,,其中包括互操作性,?;ゲ僮餍詼y試評估在各種操作情境下,被測設(shè)備(DUT)與其他鏈接合作伙伴(LP)設(shè)備的兼容性,,其中DUT可能在系統(tǒng)中充當(dāng)主設(shè)備或從設(shè)備,。

  被測試的功能包括:

  l在各種條件下以最短所需時(shí)間鏈接多個(gè)LP的能力,例如:

  l在硬或軟重置DUT或LP后,。

  l在進(jìn)入睡眠后和喚醒后,。

  l溫度。

  l電纜長度,。

  l注入噪聲,。

  l極化。

  l一旦建立鏈接后保持鏈接。

  l由幀損失指標(biāo)確定鏈接完好性(循環(huán)冗余校驗(yàn)[CRC]誤差,,無效數(shù)據(jù)包大?。?/p>

  l可靠指示有效鏈接配置的鏈接狀態(tài),,從而確保不會(huì)觸發(fā)無效配置的錯(cuò)誤鏈接指示,。

  l如信號(hào)質(zhì)量指示和線纜診斷等功能集(近端/遠(yuǎn)端,短/開放),。

  成功通過獨(dú)立的互操作性測試以及EMI/EMC與PHY功能測試,,證明DP83TC811R-Q1和DP83TC811S-Q1是用于100BASE-T1(IEEE 802.3bw,BroadR-Reach)網(wǎng)絡(luò)的完全合格的美國汽車電子委員會(huì)(AEC)Q-100 PHY,。這些設(shè)備完全受評估模塊,、輸入/輸出緩沖器信息規(guī)范(IBIS)模型及軟件驅(qū)動(dòng)程序的支持。


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