汽车行业对可靠性和安全性要求越来越高,车载以太网在应用过程中,为了保证其可靠性与安全性,需要对其开展测试工作。
传统的以太网测试和车载以太网测试存在一定差异,传统以太网测试方法并不适用汽车以太网测试。
汽车行业对测试的要求更高,业界通用的车载以太网测试方法参考OPEN联盟制定的TC8-OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test Specification2)和TC-11 Ethernet Switch Test Specification标准。
测试的内容主要包括物理层测试、车载以太网交换机测试、协议层与应用层除了AVB/TSN以外的一致性测试。下面介绍这些测试内容和测试方法。
物理层测试
车载以太网物理层测试主要包括两个方面的测试:PMA(Physical Media Attachment)测试和IOP(Interoperability)测试,即互操作性测试。物理层测试的目的是为了保证端口的互连互通性能,检测发送器和接受器发送或接收信号是否符合汽车通信标准。
一、PMA(物理媒质接入层)测试
PMA主要评估车载以太网的电气特性,针对PMA测试方面,OPEN TC8规范中,测试内容主要包括6种常规测试项:传输衰落、传输失真、传输时钟抖动(Master&Slave)、传输功率谱密度、传输时钟频率、 MDI回损,还有其他的测试项:MDI模式转换损耗、共模辐射等。
测试过程中,需要用到的仪器主要有示波器、矢量网络分析仪、分析软件、夹具等,夹具连接在被测设备(DUT)和示波器之间,起到电路转换的作用,设备连接示意图如图所示。根据被测对象的特点和测试项的不同,分别连接不同的测试仪表。
测试过程中,为了完成不同的测试项,需要将DUT PHY通过修改寄存器的方式设置为不同的测试模式,使其发出特定的数据包,BroadR-Reach中定义了4种测试模式。
- Test mode 1-Transmit droop test mode。
- Test mode 2-Transmit jitter test in MASTER mode。
- Test mode 4-Transmit distortion test。
- Test mode 5-Normal operation at full power(for the PSD mask)。
二、IOP(Interop-erability Tests)测试
车载以太网物理层IOP测试,即互操作性测试,用于验证车载以太网PHY(通常也称为收发器)的可靠性和检查PHY能否在给定的有限时间内建立稳定的链路,还用于车载以太网PHY的诊断,如信号质量指数(SQI)和线束故障的检测。模拟车载以太网远、近端的开、短路故障作为Link Partner,与DUT建立连接,获取两者之间的Link Up时间(精度可达1ms)、信号品质指数以及电缆诊断信息。主要包含以下几项:
1、唤醒时间(Link-up time)
对Link Partner的PHY进行多次上、下电操作,计算 DUT与Link Partner建立连接所需要的时间;对DUT进行多次上、下电操作,计算DUT与Link Partner建立连接所需要的时间;对DUT进行多次唤醒、睡眠操作,计算DUT与Link Partner建立连接所需要的时间。
2、信号品质
逐步提高人工噪声水平,获取信号品质指数SQI的变化曲线;逐步降低人工噪声水平,获取信号品质指数SQI的变化曲线。
3、线束诊断
测试DUT在远端或近端发生一条或两条线路开路时,是否能够可靠地检测到开路故障;测试DUT在远端或近端发生短路时,是否能够可靠地检测短路故障。
测试过程中,采用Golden Device作为Link Partner,测试的连接示意图如图3所示
作者: 千里和他的软件测试
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