新技术可以让工程师在不干扰信号的情况下检查高速数据流量。
有德梅塔,美国泰克公司。
先进的驾驶辅助系统(ADAS)、智能安全系统和自动驾驶汽车功能只有通过可靠的车载网络和高带宽连接才能实现。现在，汽车可以通过数码的电缆线束容纳多达100个电子控制模块(ecu)，监测传感器。传统的汽车网络，如CAN、CAN- fd、LIN、MOST和FlexRay，都无法提供足够的带宽来支持所有定义现代汽车的设备和应用，更不用说未来高度互联的自动驾驶汽车了。
Tektronix MSO 6系列具有高达8 GHz的模拟带宽，25 GS/秒的采样率，12位分辨率，可准确捕获汽车以太网信号。
该标准设计为今天的大多数汽车是100base-t1，它在嘈杂的汽车环境中支持100 Mbps操作。这种数据速率明显高于传统总线系统，如CAN总线。未来的设计将使用1000base-t1，以10x数据速率。由于信令移动到更高的数据速率，因此，也是在系统级别进行综合设计验证的需求。验证确保跨越各种ECU和传感器的互操作性和可靠的操作。在相同的静脉中，在过去安全地忽略了设计考虑因素现在开始。
汽车以太网上典型的全双工连接:主设备和从设备可以在同一链路上同时通信。
系统级测试
OPEN (One-Pair Ethernet)联盟已经定义了汽车以太网规范，包括组件、通道和互操作性，以及ecu、连接器和非绞线的集成。为了满足可靠性要求，测试必须在车内嘈杂的环境下进行。这种类型的测试，反过来，要求测试人员在真实世界的条件下，在系统级描述和可视化信号完整性和流量。
在系统层面进行信号完整性测试可能带来好处的例子包括:
TC8（技术委员会8）信号质量测试
ECU分量表征和测试
汽车用以太网电缆，连接器，电缆长度和路由特性和测试
电磁磁化率(EMS)测试或高斯噪声测试
体积电流注入试验
生产单元测试
汽车系统对汽车以太网性能的影响
直流电机开/关
发动机开/关
汽车以太网系统调试
理想情况下，您应该在车辆集成阶段执行信号完整性测试，以选择电缆、确定最佳电缆长度和布线、在存在电磁噪声的情况下检查ECU性能等。为了可视化系统的健康状况，示波器生成的眼图是最有价值的工具。它还提供对物理层（PHY）整体健康状况的深入了解，并有助于识别由高温或噪声引起的错误。此外，在使用将CAN或其他传统总线转换为汽车以太网的网关时，系统级的精确定时测量对于确定延迟至关重要，反之亦然。
汽车以太网的100mb /sec数据速率要求示波器包含至少1ghz带宽和高采样率。对于1000BASE-T1，所需带宽在2ghz范围内。理想情况下，该范围应该配备一个具有软件时钟恢复功能的PAM3分析软件包。这些功能为验证和表征具有不同电缆长度、噪声条件或ECU配置的PAM3设计提供了更好的信号质量理解。
全双工通信和PAM3信令虽然对汽车以太网的性能至关重要，但却使实际条件下的ECU验证复杂化。大多数串行标准在单工模式下运行，一次只有一个设备通信，或者为发射机和接收机提供单独的链路。然而，对于汽车以太网，主设备和从设备在同一链路上同时通信。
包含主从信号的汽车以太网眼图通常看起来像一团乱麻。
为了分析链路上的信号完整性，并在真实的系统环境中解码协议，汽车设计者必须分别查看每个链路。这需要在进行分析之前分离信号。
目前，有两种用于分离主信号和从信号的方法。首先，传统方法，需要切割汽车以太网电缆并在双绞线的每根线中拼接定向耦合器以分离和测试信号。技术人员必须在物理上切割电缆以实现测试，这引入了准确性问题。
分离汽车以太网信号的传统方法采用拼接到双绞线（顶部）中的定向耦合器。新的基于软件的方法允许更简单的设置，只使用感应电流探头和差动探头，底部。
最近，测试制造商设计了软件和探头，以非侵入式的方式分离信号，使工程师能够更清楚地看到真实的信号。所涉及的连接包括监测其中一根双绞线的感应电流探头和放置在双绞线上的差分探头。
但是，这种新方法是否比旧的定向耦合器技术更精确还存在疑问。为了直接比较这两种方法，我们首先使用基于软件的方法运行测试。然后我们切断汽车以太网电缆，插入带有SMA连接器的定向耦合器。我们使用相同的测试条件并比较测试结果。
使用定向耦合器获得的眼图说明了插入和返回损耗的影响。最大振幅仅为100 mV聚丙烯作为定向耦合器和插回损耗合眼图。
上图是从定向耦合器中提取的主信号的眼图，说明了插入和回波损耗的影响。底部，基于软件的汽车以太网信号分离导致眼图比定向耦合器生成的眼图更清晰。
峰值峰值比较
比较两种方法的峰间电压，可以看出两种方法的幅值差异很大。使用定向耦合器时，振幅约为90 mV聚丙烯为master和85 mV聚丙烯的奴隶。相比之下，软件方法的振幅约为1.5 V聚丙烯master和1.45 V聚丙烯的奴隶。因此，定向耦合器通过20dB减小信号强度，在评估边缘情况时显着损耗。
测试人员必须弥补定向耦合器引入的插入和返回损耗。由此产生的去嵌入过程可能是耗时和挑战性的。还应注意，在实际车辆工作时，切割电缆并安装定向耦合器可能是具有挑战性的。
峰值电压与峰值电压的比较表明，由于定向耦合器，有20db的损耗。
回顾通过基于软件的方法可以访问的一些更高级的测试是有用的。例如，100/1000BASE-T1规范定义了需要VNA的回波损耗测量。汽车以太网测试软件允许设计者使用示波器进行回波损耗测量，从而减少对额外测试设备的需求。
由于PHY频率在千兆赫范围内，测试探头会引起线反射和其他失真，从而干扰测量结果。Tektronix建议使用其TF-XGbT以太网夹具(上)和TF-BRR-CFD时钟分压器夹具(下)，以减少以太网发射器输出和参考时钟信号连接时的失真。
规范的另一部分定义了回波损耗测试，该测试确定以太网线路阻抗与差分阻抗规范100Ω的差异有多大，因为不匹配会影响硬件互操作性。VNA可以运行此测试，但配备软件解决方案的示波器也可以执行此测试，无需VNA。
最后一个例子是功率谱密度(PSD)的测量。内置的示波器软件可以计算输入信号的频谱。信号的后处理产生PSD。然后使用掩码将计算出的PSD与规范进行比较。
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