Automotive Ethernet: Verifizieren von BroadR-Reach®-Schnittstellen

Die Kommunikation über Ethernet wurde bei Automotive-Netzen eingeführt, um eine schnelle und kosteneffiziente Datenkommunikation zu ermöglichen, beispielsweise für Rückfahrkameras oder Audio-/Video-Streaming. In der OPEN Alliance (www.openSIG.org) hat die Automobilindustrie die BroadR-Reach®-Bitübertragungsschicht als Kommunikationsstandard für Automotive Ethernet eingeführt. Dieser wird ein Teil der Norm IEEE 802.3 werden. BroadR-Reach® kommuniziert im Vollduplex-Modus über verdrillte Leitungspaare und ermöglicht eine Datenübertragung mit 100 Mbit/s. Zur Schnittstellenverifizierung hat die OPEN Alliance eine BroadR-Reach®-Konformitätsprüfung mit sechs Testfällen spezifiziert.

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Ihre Anforderung

BroadR-Reach® verwendet bidirektionale Kommunikation ähnlich zu 1000BASE-T Ethernet, wobei beide Schnittstellen gleichzeitig über dasselbe Kabel mit verdrilltem Leitungspaar kommunizieren. Daher ist es ohne einen Kommunikationspartner nicht möglich, eine einzelne Schnittstelle während der Datenübertragung elektrisch zu testen. Die OPEN Alliance hat eine Konformitätsprüfung für BroadR-Reach® Ethernet spezifiziert. Wie bei anderen Ethernet-Konformitätsprüfungen legt diese den Fokus auf die Qualität des Senders. Der Empfänger wird nur in einem Testfall geprüft, bei der MDI-Rückflussdämpfungsmessung. Die Konformitätsprüfung benötigt spezielle Testsignale vom Sender. Jeder Kommunikations-Chipsatz muss diese Testsignale erzeugen können, üblicherweise durch Aktivierung einer Registereinstellung von einem der Chips.

Messtechnische Lösung

Das R&S®RTO digitale Oszilloskop eignet sich aufgrund seiner exzellenten Signaltreue und der Möglichkeit zur Ausführung von automatisierten Tests ideal für BroadR-Reach®-Konformitätsprüfungen. Für eine vollständige BroadR-Reach®-Konformitätsprüfung benötigen Sie die Prüfmittel, die in der Tabelle aufgeführt sind. Zusätzlich zum Oszilloskop sind ein Signalgenerator für Verzerrungstests mit Störquelle (Disturber) und ein Vektor-Netzwerkanalysator für Rückflussdämpfungsmessungen zwingend erforderlich. Für einen exakten Messaufbau benötigt man einen geeigneten differenziellen Tastkopf sowie Messobjektaufnahmen, die für eine definierte Verbindung zwischen Messobjekt und Messaufbau sorgen. Der Messaufbau für die Konformitätsprüfung, die Berechnung der Ergebnisse und die Dokumentation werden mit der R&S®ScopeSuite Testsoftware automatisiert.

Der R&S®ScopeSuite Test-Wizard: Testfälle auswählen
Der R&S®ScopeSuite Test-Wizard: Testfälle auswählen

Applikation

Automatisierte Messungen mit der R&S®ScopeSuite Testsoftware

Die R&S®ScopeSuite Testsoftware bietet einen geführten Messaufbau und die automatisierte Ausführung aller Testfälle, die durch die OPEN Alliance spezifiziert wurden und in der unteren Tabelle aufgeführt sind. Daher wird die Konformitätsprüfung in deutlich kürzerer Zeit und mit zuverlässigen und reproduzierbaren Ergebnissen ausgeführt. Die Testergebnisse werden in einem umfangreichen Protokoll vollständig dokumentiert, einschließlich der kompletten Information über den Messaufbau. Die R&S®ScopeSuite Testsoftware ist eine eigenständige Anwendung, die auf einem separaten PC oder auf einem digitalen Oszilloskop läuft.

Test-Wizard mit Erklärung zum korrekten Verbinden mit der Messobjektaufnahme.
Test-Wizard mit Erklärung zum korrekten Verbinden mit der Messobjektaufnahme.

Manueller Limit Editor

Die Qualitätsanforderungen für das Testen der Signalintegrität können während der Produktentwicklung verschieden sein. Rohde & Schwarz bietet die Möglichkeit, die Testgrenzen (Limits) mit einem speziellen Editor individuell zu verändern. Dieser Limit Editor ist in der R&S®ScopeSuite Software enthalten. Es ist möglich, die Testgrenze von jeder spezifizierten Konformitätsprüfung manuell anzupassen und dadurch die Konformitätsprüfung an die Testanforderungen des Kunden anzugleichen. Selbstverständlich werden diese Testgrenzen im Prüfprotokoll festgehalten, das durch die R&S®ScopeSuite Testsoftware erzeugt wird.

Exakte Ergebnisse mit dem R&S®RT-ZF3 Frequenzumsetzer

Die Verzerrungstests setzen die korrekte Übertragung einer Folge von 12.000 Signalen voraus. Die Algorithmen der OPEN Alliance für die Verzerrungstests basieren auf der Annahme, dass "… das Störquellensignal und der Datenerfassungstakt an die Frequenz des Sendertakts des Messobjekts angebunden werden". Dies wird erreicht, indem man den Sendertakt als Zeitmaster für das digitale Oszilloskop und den Signalgenerator verwendet. Die letzte Abbildung zeigt den spezifizierten Messaufbau für die Verzerrungstests. Ohne diese Frequenzanbindung fällt das Messobjekt fast immer durch den Verzerrungstest.

Der Takt des BroadR-Reach®-Senders wird mit 66,67 MHz spezifiziert. Prüfmittel erlauben in der Regel die Synchronisation mit 10 MHz-Taktsignalen. Rohde & Schwarz unterstützt die Synchronisation des Sendertakts mit einem R&S®RT-ZF3 Frequenzumsetzer, der den 66,67 MHz-Takt des BroadR-Reach®-Senders in ein 10 MHz-Taktsignal wandelt. Der Einsatz des R&S®RT-ZF3 Frequenzumsetzers führt zu präzisen BroadR-Reach®-Konformitätsprüfungsergebnissen. Die Rohde & Schwarz-Testlösung wird daher offiziell von der OPEN Alliance als BroadR-Reach®-Prüfmittel aufgeführt.