随着车载网络的发展，已经出现了CAN、LIN、FlexRay、MOST等成熟的协议，而基于LVDS/USB技术的链路传输模式也得到了广泛的应用。然而，面对不断提高的摄像头、显示器和不同传感器系统共享的更复杂信息分辨率，就需要更高的传输速度。
基于这种情况，诞生于20世纪70年代的以太网被引入到车载网络中。汽车以太网可以支持高速传输，并且具有标准化的链路连接形式，减少了全车的电缆连接数量，从而降低了成本。随着汽车智能化和电气化程度的提高，汽车以太网的应用范围越来越广泛，汽车以太网通道和相关组件的测试，在保证汽车质量和行驶安全的过程中日益成为重要的一环。
那么信号通道及其相关组件如何保证汽车以太网的高速率、高质量？OPEN ALLIANCE提出的TC2&TC9测试规范，得到了汽车行业广泛的认可和采用。
其中TC9的内容，包括以下两个测试规范：
本文主要以Channel and Components Requirements for 1000BASE-T1 Link Segment Type A(UTP)测试规范为例，对测试信道、参数指标以及测试方案进行介绍。
一、 测试信道介绍
1、测试信道定义
不同ECU之间的连接，需要使用电缆、线内连接器、PCB连接器等。链路要求与通信信道的信号完整性和EMC需求有关。
▷ 应满足1000BASE-T1的链路要求。
▷ 最长15m，最多4个线内连接器，最大时延：td≤94ns
▷ 单个信道如下图所示：
2、测试信道类型
WCC
WCC：ECU之间的完整电气接线，被定义为整个通信信道。WCC由多个SCC组成，需考虑以车载太网和其他系统之间的耦合、串扰等影响。
SCC
SCC：由两个PCB连接器、电缆和最多4个线内连接器组成的独立通信信道。如下图连接：
多线缆
多线缆，可同时进行多路连接的线缆束。
【举例】例如一束五根电缆束的组成，采用4绕1的配置。
单连接器
单连接器，线缆是差分双绞线，连接器部分是差分接口。
▷ 连接器与连接器之间的连接
▷ 连接器与PCB连接
多端口连接器
多端口连接器，可以实现多对双绞线连接，也可以单线连接
二、S参数和射频指标相关要求
1、S参数介绍
▶ 在射频微波领域，射频的基本指标一般基于散射参量 (S参数) 来表征：
▶ 通过正向、反向测试；利用入射波，反射波，传输波，可以获得双端口完全S参数。
▶ S参数定义与入射与反射波参量（a，b）比值相关。在进行S参数测量时，入射与反射波参量应在同一频率下测量得到。
- S参数可完整表达网络的反射与传输特性
- S参数为比值。其模值一般使用dB表示，比如：S12(dB) = 20*log(b1/a2 | a1=0)
- S参数的测量应基于统一的系统特征阻抗，比如50Ω，75Ω等。
2、射频指标
01阻抗
| 测试用例 | 参数 | 描述 |
| Impedance | _ | _ |
| CIDM | ZRF | Characteristic Impedance Differential Mode (TDR Measurement) |
使用“时域反射”（TDR）的方式进行测试，向线束输入脉冲信号，信号在线束阻抗变化处产生反射，计算阻抗值。
02单信道特性
| 测试用例 | 参数 | 描述 |
| Single Channel Characteristics (e.g. Port 1,2) | ||
| Propagation Delay | td | Propagation Delay, i.e. phase delay according to [4], see equation (3.5) |
| RL | Sdd11, Sdd22 | Return Loss |
| IL | Sdd21 | Insertion Loss |
| LCL | Sdc11, Sdc22 | Longitudinal Conversion Loss |
| LCTL | Sdc12, Sdc21 | Longitudinal Conversion Transfer Loss |
反应信道内的频率响应，体现线束本身对于信号的影响。
· Propagation Delay（传播时延），根据测试规范规定的公式，通过Sdd21的相位信息来计算。
· RL，IL，LCL，LCTL，则是通过测量不同类型的S参数，反应线束在各个频点的不同特性
03信道间串扰特性
| 测试用例 | 参数 | 描述 |
| Cross Talk and Cross Conversion to Neighbour Channels and/or Signal Lines | ||
| ANEXT | Sdd31, Sddyx | Alien Near End Cross Talk Loss |
| AFEXT | Sdd41, Sddyx | Alien Far End Cross Talk Loss |
| PSANEXT | see equation (3.1) | Power Sum Alien Near End Cross Talk Loss |
| PSAFEXT | see equation (3.2) | Power Sum Alien Far End Cross Talk Loss |
| PSAACRF | see equation (3.3) | Power Sum Attenuation to Alien Cross Talk Loss Ratio Far End |
反应信道间的频率响应，体现线束的干扰能力。
1 ►PSANEXT（近端串扰）
2 ►PSAFEXT（远端串扰）
3 ►PSAACRF（远端串扰损耗比）
04信道间模式串扰特性
| 测试用例 | 参数 | 描述 |
| Cross Talk and Cross Conversion to Neighbour Channels and/or Signal Lines | ||
| ANEXTDC | Sdc31, Sdcyx | Alien Near End Cross Conversion Loss Common to Differential |
| ANEXTDS | Sds35, Sdsyx | Alien Near End Cross Conversion Loss Single-ended to Differential |
| AFEXTDC | Sdc41, Sdcyx | Alien Far End Cross Conversion Loss Common to Differential |
| AFEXTDS | Sds45, Sdsyx | Alien Far End Cross Conversion Loss Single-ended to Differential |
反应信道间共模和差模信号之间的模式转换表征，体现线束的抗干扰能力。
三、测试设备要求
1、测试仪器
| 测试用例 | 设备 | 设备参数 | 最低要求 |
|---|---|---|---|
| S参数 | 矢量网络分析仪 | 端口数量 | 4 通道 |
| 端口参考阻抗 | 50Ω 单端 | ||
| 测试频率范围 | f = 300 kHz - 1000 MHz | ||
| 特性阻抗 | TDR测试系统 | 端口数量 | 2 通道，差分模式 |
| 端口参考阻抗 | 50Ω 单端，100Ω 差分 | ||
| 上升时间(10% to 90%) | 脉冲源: ≤ 25 ps internal (≤ 50 ps at measurement fixture) 分析仪: no filter / 500 ps internally adjustable (digital filtering of the reflected signal by using the filtering function of the test equipment) |
||
| All | 测试夹具 | 根据使用的测试标准（参见电缆和连接器的特殊定义） | |
2、测试仪器参数配置
1、VNA矢量网络分析仪的推荐设置
2、阻抗测量时，VNA矢量网络分析仪的推荐设置
3、测试系统在测试前要求
仪器校准后，先不连接样件，在直通状态下，测试系统需要达到以下要求
3、测试夹具和连接器要求
1、通用要求
所使用的测量夹具需要具有低插入损耗、差分对内的高对称性
50Ω单端阻抗的良好匹配
接地性能良好
测量夹具或设计建议应由连接器或电缆制造商提供
应为测量夹具内每个端口分配编号，以便进行单独识别，S参数测试时会用到
PCB板测试夹具适用于连接器和信道的测试
直接转换的测试夹具适用于线缆的测试
2、阻抗和终端要求
特性阻抗：差模为100Ω，在某些测试配置中通过双50Ω负载 终端进行匹配
在50 ps的上升时间内，测试夹具的阻抗应在100Ω±5%范围内。如果超过5%的限制不超过120 ps往返时间或60 ps传播时间，则允许±10%的阻抗公差（TDR测试）
基于PCB的测试夹具上的最大轨迹长度不得超过30 mm
阻抗容限要求 <±5%
对于矢量网络分析仪，建议使用夹具移除功能，通过补偿或者去嵌技术，将校准平面移动至DUT测试端面
3、Balance 平衡要求
与校准精度的LCL要求相同。PCB夹具未端接，处于open状态
4、Crosstalk 串扰要求
4、测试拓扑
1、Cable and Channel Setups for SCC Parameter
2、Cable and Channel Setups for ES Parameter
远端
近端
怿星科技在汽车以太网领域集聚了众多经验丰富的专家，经过多年的耕耘和积累，形成了的一套从以太网设计、以太网节点实现、到以太网测试的涵盖V模型的解决方案。在以太网节点实现方面，怿星科技拥有模块化的解决方案，既可以提供单一针对汽车以太网通道及其相关组件的测试模块，也可以提供包含L1-L7层测试能力的整体测试系统。
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