车载以太网简介及物理层测试
传统的汽车内部采用CAN、LIN、FlexRay等总线,但是随着自动驾驶技术的发展,汽车内部增加了更多的感知和连接装置,如摄像头、激光雷达、V2X和交通标志识别装置等。这些装置都会产生大量的数据,因此汽车内部也需要有支持更大带宽以及在和外部进行信息交互时能提供更有效安全措施的数据总线连接。其中,以太网技术以其高带宽、高开放性、灵活的连接、的产业界支持以及不断提升的安全措施,成为未来汽车内部互连总线的有竞争力的技术。车载以太网是一种使用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术。
与普通的以太网使用4对非屏蔽双绞线(UTP)电缆不同,车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbps或者1Gbps的数据传输速率(更高速率的标准也在制定中),同时还应满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、低延迟、时间同步等方面的要求。图7.31展示了车载以太网的典型应用场景。 10Base-T以太网测试连接图;电气性能测试以太网测试热线

以太网帧的概述:
以太网的帧是数据链路层的封装,网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧(成帧)。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的,但依被封装的数据包大小的不同,以太网的长度也在变化,其范围是64~1518字节(不算8字节的前导字)。
/域
(Collision):在以太网中,当两个数据帧同时被发到物理传输介质上,并完全或部分重叠时,就发生了数据。当发生时,物理网段上的数据都不再有效。
域:在同一个域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。
影响产生的因素:是影响以太网性能的重要因素,由于的存在使得传统的以太网在负载超过40%时,效率将明显下降。产生的原因有很多,如同一域中节点的数量越多,产生的可能性就越大。此外,诸如数据分组的长度(以太网的比较大帧长度为1518字节)、网络的直径等因素也会影响的产生。因此,当以太网的规模增大时,就必须采取措施来控制的扩散。通常的办法是使用网桥和交换机将网络分段,将一个大的域划分为若干小域。
电气性能测试以太网测试热线10M/100M/1000M以太网的测试;

以太网用于运动控制的三个原因
以太网正成为工业应用中日益重要的网络。就运动控制而言,以太网、现场总线以及其他技术(如组件互连)历来都是相互竞争的,用以在工业自动化和控制系统中获得对一些苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性(保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点),这是确保位置保持所必需的,这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。
标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层,但它还是缺乏可预测性。此外,典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此,现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。
10GBase-T/MGBase-T/NBase-T的测试
10GBase-T是IEEE在2006年推出的10G以太网的标准,用于在服务器、数据交换机间用双绞线和RJ-45接口实现10Gbps的信号传输。10GBase-T的实现方法与1000Base-T的实现方法类似,都是同时在4对双绞线上进行双向的数据传输,但是采用了更复杂的信号调制技术(PAM-16)、更高级的噪声抑制(Tomlinson-HarashimaPrecoding信道均衡)、更复杂的编码方法(加扰/解扰、LDPC编码)以及更好的传输网线(6类线)来实现10Gbps的以太网信号传输。在CAT6a或更好的网线上,10GBase-T信号可以传输100m,在普通的CAT6网线上,传输距离可到30多米。图7.19是10GBase-T以太网的总线架构。 千兆以太网的测试模式设置寄存器定义;

由于在这些接口上,数据的速率真正达到了10Gbps左右,因此对于测试的带宽要求更高。虽然SFP+的规范中对于测试设备的带宽要求在12GHz以上,但是考虑到示波器的频响方式不同,以及现代的芯片比标准制定时都有更陡的边沿,使用实时示波器进行测量时建议使用20GHz以上的带宽。图7.30是用实时示波器进行SFP+接口测试的例子。
为了提高数据速率,IEEE还在10G以太网的接口标准上提出了用4路10G信号传输40G以太网信号的标准,比如40GBase-KR4、40GBase-SR4、40GBase-LR4、40GBase-ER4、40GBase-CR4,如果采用光纤进行传输时可能采用的是QSFP+(QuadSmallForm-factorPluggable)的光模块接口。QSFP+的光模块电接口一侧采用的标准和技术与相应的10G以太网接口类似,而40GBase-KR4也是用4对10Gbps的差分线同时传输实现40Gbps的传输速率。因此这些40G以太网的标准对于测试仪表的带宽要求也与对应的10G接口要求类似,只不过要测试的端口数更多。对于采用了光口作为以太网信号传输的接口,如果还想进行光口的眼图、抖动、消光比、光功率、波长等的测试,需要借助相应的光采样示波器、光功率计等完成,可以参考后面关于光信号测试的章节 以太网能够支持哪些工厂中苛刻的运动控制应用;电气性能测试以太网测试热线
车载以太网实施及验证的要求;电气性能测试以太网测试热线
IEEE802 .3规定了很多以太网信号的参数,对于10Base-T/100Base-Tx/1000Base-T 的电气参数,可以分别参考IEEE 802.3规范的14、25和40节。如果不借助相应的软件,要 完全手动进行这些参数的测量是一件非常烦琐和耗时耗力的工作,为了便于快速完成以太 网信号的测量,比较好借助于相应的一致性测试软件。图7. 15是以太网一致性测试软件界 面。这个测试软件除了支持标准的10Base-T/100Base-Tx/1000Base-T以太网信号质量测 试以外,还可以支持节能以太网(Energy Efficient Ethernet,EEE,参考802 . 3az标准) 的 测试。电气性能测试以太网测试热线