随着汽车行业加快转向汽车以太网技术，全方位设计验证对保证多个ECU之间的互操作能力和可靠运行至关重要。本应用指南介绍了汽车以太网、全双工通信、隔离主信号与从信号的需求、信号分隔测试方法，以及当前定向耦合器插入方法与泰克新型信号隔离方法比较。

汽车以太网

汽车以太网概念是由OPEN联盟SIG提出来的，也叫IEEE 802.3bw(原BroadR-Reach)，是为汽车联网应用设计的一种以太网物理层标准，如高级安全功能、舒适和信息娱乐功能。通过汽车以太网，多个车载系统可以经过一条非屏蔽单绞线电缆同时访问信息。对汽车制造商来说，这一技术降低了联网成本和线缆重量，同时提高了信号带宽。为实现更高的信号带宽，汽车以太网在双绞线电缆上采用全双工通信链路，支持同时收发功能及PAM3信令。采和PAM3实现全双工通信，可能会令查看汽车以太网业务及信号完整性测试变得非常复杂。OPEN联盟为元器件、信道和互操作能力制订了汽车以太网测试规范。测试系统整合了电子控制单元(ECU)、连接器和非双绞线电缆。测试要求系统在车内苛刻的环境条件和噪声条件下工作。为此，用户必需能够在系统级表征和查看信号完整性和业务，才能执行可靠性测试。客户需要在系统级进行信号完整性测试的应用实例有：

●TC8信号质量测试

●ECU元器件表征和测试

●汽车以太网电缆、连接器、电缆长度和路由表征和测试

●电磁噪声或高斯噪声测试

●大电流注入测试

●生产单元测试

●汽车系统对汽车以太网性能的影响-DC马达开/关-发动机开/关

●汽车以太网系统调试建议在设计阶段执行信号完整性测试，在系统整合前确定潜在的问题。

图1：汽车以太网全双工通信链条‘

全双工通信和测试挑战

如前所述，全双工通信及PAM3信令为在真实世界条件下验证ECU增加了复杂度。大多数串行标准都在单工模式下工作，一次只有一台设备通信，有些通信标准对发送和接收使用一条单独的链路，而在汽车以太网中，主设备和从设备可以通过同一条链路同时通信。(参见图1)因此，来自主设备的信号与来自从设备的信号相互叠加。主设备知道它发送的是哪些数据，它可以从叠加的信号中确定从设备的信号，反之亦然。尽管收发机是为处理这种情况而设计的，但在示波器上隔离信号，进行信号完整性测试或协议解码几乎是不可能的。

主信号与从信号没有分开时看到的汽车以太网信号

为了在链路上进行信号完整性分析，使用示波器在实际系统环境中进行协议解码，汽车设计人员必需分开查看每条链路，用户必须先把信号分开，然后再进行分析。应该指出的是，好在汽车整合阶段执行信号完整性测试，选择电缆，检查ECU在电磁噪声条件下的性能，确定优的电缆长度和路由等。对这类分析，可以把眼图测试作为非常重要的工具，来查看系统健康状况，我们在后面将对此展开讨论。

在本文中，我们介绍了汽车以太网、全双工通信、隔离主信号与从信号的需求、信号分隔测试方法，以及当前定向耦合器插入方法与泰克新型信号隔离方法比较。通过比较两种汽车以太网测试方法，我们展示了泰克信号分隔解决方案的优势，如比定向耦合器信号方法更准确地查看真实信号，简化了元器件级和系统级测试设置，缩短了测试时间，满足了汽车整个生命周期的测试需要