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(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),。汽車獨有PHY規(guī)范的一個關(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?,例如可靠性,、EMI/EMC、電氣接口規(guī)范的合規(guī)性與功能符合性,。上述最后兩個項目會影響與其他接入網(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,,每個傳感器可能使用不同的PHY(見圖1),。
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委任三家獨立實驗室為行業(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均成功通過三家實驗室執(zhí)行的各個合規(guī)性測試,,其中包括互操作性,。互操作性測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間鏈接多個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[CRC]誤差,無效數(shù)據(jù)包大?。?。
l可靠指示有效鏈接配置的鏈接狀態(tài),從而確保不會觸發(fā)無效配置的錯誤鏈接指示,。
l如信號質(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(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)動程序的支持,。