車載以太網物理層電氣接口一致性測試
以太網技術從1973年發明后快速發展，從最初的10Mbit/s速率到現在萬兆以太網甚至更高速率。在被應用到汽車領域之前，以太網技術就憑借著標準化、高速率等優勢被廣泛應用在工業等領域。未來，隨著汽車智能化和網聯化的發展，智能駕駛的興起，車載以太網的應用將更加廣泛，技術也將不斷進步。本文將圍繞RIGOL車載以太網物理層電氣接口一致性測試解決方案，為您提供相關技術說明。
100Mbase-T1和1000Mbase-T1車載以太網使用的主要技術是基于單對雙絞線（Single Twisted Pair）來進行數據傳輸，同時采用高效的編碼方法來提高數據的傳輸速率和可靠性。下面詳細介紹這兩種技術及其關鍵特點。
100BASE-T1(IEEE 802.3bw)：
傳輸介質：單對雙絞線
傳輸速率：100 Mbps
標準：IEEE 802.3bw
距離：最長達到15米
編碼方式：PAM-3（三元脈沖幅度調制），通過在每個時鐘周期內采用三個不同的電平（比如正電壓、零電壓和負電壓）來表示信息，提高了信號傳輸的效率。這種編碼方式能夠在較低的頻寬條件下實現較高的數據傳輸速率，適合車載環境中對電磁干擾（EMI）敏感度高的應用。
1000BASE-T1(IEEE 802.3bp)：
傳輸介質：單對雙絞線
傳輸速率：1Gbps
標準：IEEE 802.3bp
距離：最長達到40米
編碼方式：與100Mbase-T1相同，1000Mbase-T1也采用了高效的編碼方式，但由于其更高的數據傳輸速率，所需的信號處理技術更為復雜。除了PAM-3之外，1000Mbase-T1可能會結合使用更高階的調制技術和錯誤校正機制來確保數據傳輸的可靠性和效率。例如，通過使用前向糾錯（FEC）技術可以提高傳輸的可靠性，減少錯誤重傳的需要。
▲100/1000BASE-T1編碼方式和標準
總體來說，100Mbase-T1和1000Mbase-T1都是為了適應汽車行業對于高速、可靠數據通信日益增長的需求而設計的，它們通過優化傳輸介質和編碼技術，在保證傳輸質量的同時，實現了不同級別的數據傳輸速率。
車載以太網物理層電氣接口一致性測試挑戰
汽車行業對可靠性和安全性要求越來越高，車載以太網在應用的過程中，為了保證其可靠性與安全性，就迫切需要對其開展測試工作，而車載以太網技術物理層測試因為協議的復雜性等原因，如何開展測試成為了難點，遇到的挑戰主要有：
信號完整性：車載以太網使用高速信號傳輸，信號完整性問題（如反射、衰減、串擾等）可能會影響信號的傳輸質量。測試需要能夠準確捕捉和分析這些信號完整性問題。
復雜的信號調制和分析：車載以太網使用了復雜的調制和編碼技術，測試設備需要能夠解析這些調制技術，并對信號進行準確的分析。
嚴格的時序要求：車載以太網標準對信號的時序有嚴格的要求。測試設備需要能夠精確測量信號的時序特性，如上升時間、下降時間、時鐘偏移等。
測試自動化：為了提高測試效率和可重復性，需要實現測試的自動化。這要求測試設備支持自動化測試腳本和軟件控制。
數據分析復雜性：測試產生的數據量可能非常大，需要有效的數據分析工具和方法來處理這些數據，提取有用的信息。
對于復雜信號的測試則成為研發設計和生產過程中耗時、耗力但是卻無法避免的難點。
普源精電助力車載以太網物理層電氣接口一致性測試
為了應對車載以太網一致性測試難點，通常會使用示波器等專業測試設備來幫助克服這些痛點和挑戰，因為它們提供了必要的測量精度、分析功能和靈活性，RIGOL生產的DS70000示波器和汽車以太網一致性分析選件(DS70000-AUTOENTC)，搭配汽車以太網夾具配件(TF-AENET-STP)，為汽車以太網一致性測試提供了配置靈活，操作便捷的測試解決方案。
▲TF-AENET-STP汽車以太網夾具配件
RIGOL 100M/1000M車載以太網物理層電氣接口一致性測試主要采用的測試標準為IEEE802.3bw(100BASE-T1)、IEEE802.3bp(1000BASE-T1)、OPEN Alliance TC8(100Base-T1)，主要評估車載以太網的電氣特性。測試的內容主要包括常規測試項∶傳輸衰落、傳輸失真、傳輸時鐘抖動(Master&Slave)、傳輸功率譜密度、傳輸時鐘頻率、MDI回損，還有其他的測試項∶MDI模式轉換損耗、共模輻射等。
測試過程中，需要用到的儀器主要有示波器、矢量網絡分析儀(VNA)、一致性分析軟件、夾具等，夾具連接在被測設備(DUT)和示波器之間，起到電路轉換的作用，不同測試設備需要的設備性能也有所不同：
一致性測試設備性能要求
同時不同的測試項目所需用到的儀器也有所區別：
一致性測試不同項目設備需求
完成車載以太網一致性測試需要設置清單如下：
一致性測試配置清單
技術優勢
支持IEEE和OPEN聯盟的標準化協議，測試覆蓋范圍廣泛。
-IEEE 802.3bw，100BASE-T1，100 Mbps
-OPEN Alliance TC8，100BASE-T1，100 Mbps
-IEEE 802.3bp,1000BASE-T1,1 Gbps
支持靈活配置多種測試場景，構造多個測試項目組合，一次完成多項測試。
示波器的測試操作界面提供測試設備連接與測試步驟，引導用戶完成測試。
支持預覽測試波形，提前判斷測試的準確性和有效性。
支持生成自定義的HTML測試報告，包含測試結論和具體的測量值。
提供全套的測試設備及所需附件，并配套使用說明，全方位指導測試操作。
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