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Tests Ethernet automobile

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Tests Ethernet automobile

Garantir fiabilité et interopérabilité

Les systèmes d’aide à la conduite (ADAS), les systèmes de sécurité intelligents et les sous-systèmes homme-machine génèrent des volumes importants de données à transmettre au sein d’un véhicule. D’autre part, la nécessité d’une intégration accrue entre les différents sous-systèmes du véhicule a mené à des changements architecturaux majeurs, pour passer de réseaux en boucle simple à des topologies plus complexes, avec notamment des passerelles connectées à un backbone.

L’Ethernet pour l'automobile repose sur une technologie informatique éprouvée et répond aux besoins du secteur aussi bien en termes de capacité que d’intégration. Contrairement à la technologie Ethernet non automobile, le bus automobile utilise un câblage à paire torsadée simple non blindée spécialement conçu pour réduire le poids et le coût. Il intègre également une modulation PAM3 pour offrir débits de données élevés et de la fiabilité.

Les réseaux internes au véhicule dans le secteur de l'automobile peuvent reposer sur différents débits et normes, qui varient selon les applications et exigences spécifiques. 90 % des communications réseau au sein d'un véhicule s'opèrent à moins de 10 Mbit/s. Les normes bas débit CAN/CAN-FD, LIN, FlexRay, SENT, PSI5 et CXPI fonctionnent jusqu'à 10 Mbit/s. Les applications plus récentes telles que les véhicules autonomes et connectés ont besoin de réseaux plus rapides au sein des véhicules. C'est pourquoi l'IEEE a créé les normes Ethernet 100BASE-T1 (P802.3bw) et 1000BASE-T1 (802.3bp) basées sur IP pour l'automobile.

Afin d'améliorer la couverture et la fluidité des normes réseau basées sur IP au sein des véhicules, l'IEEE a récemment créé une norme Ethernet bas débit pour l'automobile, la norme 10BASE-T1S (courte portée) qui est définie dans la spécification 802.3cg.

Pour garantir l’interopérabilité des équipements matériels et la fiabilité du fonctionnement du véhicule dans diverses conditions de conduite, des contraintes strictes ont été définies pour les niveaux de signal, de bruit et les caractéristiques d’horloge. Les techniques de test spécifiées par ces normes, bien que largement utilisées pour les réseaux Ethernet stationnaires, ont engendré de nouvelles problématiques de conception pour les ingénieurs automobiles, habitués à travailler avec des bus série plus lents de type CAN et LIN.

Valider votre conception

Une fois que vous avez créé un prototype de périphérique réseau, vous devez mettre en œuvre la conception et la caractériser afin de vous assurer qu’elle est conforme aux spécifications.

Les oscilloscopes Tektronix vous offrent une aide précieuse dans la mise en œuvre et la caractérisation de vos conceptions d’Ethernet automobile.

  • Une caractérisation complète dans différents scénarios d’utilisation à l’aide d’outils d’analyse et de mesure avancés
  • Les mesures automatisées, notamment les mesures d’amplitude et de temps, ainsi que les analyses statistiques et les histogrammes, constituent un bon point de départ pour contrôler la qualité du signal.
  • Les diagrammes de l’œil sont le moyen le plus rapide d’étudier les signaux PAM3 à la recherche de problèmes de bruit et d’intégrité du signal.
  • Les outils d’analyse de la gigue fournissent des profils complets de gigue d’horloge maître/esclave, avec notamment des mesures d’erreur d’intervalle de temps (TIE, Time Interval Error), cycle-à-cycle et Rj/Dj.
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Les diagrammes de l’œil constituent le meilleur moyen de visualiser les signaux PAM3 complexes.

Accélérer le débogage et la résolution des problèmes

Il faut s’attendre à ce que les composants et les systèmes des réseaux complexes présentent parfois des défaillances, exigeant un débogage rapide pour identifier la cause première du problème. L’horloge intégrée et les débits élevés de l’Ethernet automobile sont sensibles aux variations de bruit et de puissance.

Les ingénieurs, pourtant habitués à évaluer les signaux dans le cadre de leur procédure de résolution des problèmes, trouvent souvent plus difficile de déboguer les signaux PAM3. En outre, l’Ethernet automobile étant un bus bidirectionnel, il peut être plus difficile de capturer exactement le signal intéressant.

Les oscilloscopes Tektronix configurés avec un logiciel d’analyse avancé offrent les outils nécessaires pour résoudre les problèmes de façon rapide et efficace, lorsque des spécifications ne sont pas respectées.

  • Les mesures TIE et les histogrammes pour résoudre les problèmes de récupération d’horloge
  • Les diagrammes de l’œil pour évaluer rapidement des signaux PAM3
  • Une analyse avancée de la gigue pour identifier les sources de bruit en déterminant si la gigue est aléatoire ou déterministe
  • Une fonctionnalité de déclenchement étendue
  • Une analyse FFT pour isoler les sources d’interférence
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Résoudre les problèmes des systèmes complexes exige des mesures multi-voie et des outils d’intégrité du signal efficaces, avec notamment une analyse FFT et de la gigue.

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Les tests automatisés tels que ce test de densité spectrale de puissance valident la conformité vis-à-vis de la norme souhaitée, en comparant les résultats aux limites de test établies.

Assurer la mise en conformité en toute confiance

Grâce à une meilleure intégration des sous-systèmes dans les environnements en réseau, les ingénieurs doivent obtenir une preuve vérifiable et objective que chaque dispositif est interopérable ; qu’un ECU individuel communiquera de façon fiable avec un autre ECU. Ces exigences s’étendent également aux tests EMI/CEM et ESD.

Toutefois, l’adoption de technologies série haut débit Mbps et Gbps, plus complexes, peut être un véritable défi en matière de tests.

Tektronix aide depuis de nombreuses années à la réalisation de tests de conformité haute vitesse et met aujourd’hui en œuvre cette expertise pour tester les nouvelles technologies du secteur automobile. Les solutions de conformité proposées incluent la prise en charge des technologies 100BASE-T1 (802.3bpTM), BroadR-Reach ou 100BASE-T1 (802.3bwTM). La solution de conformité la plus récente est pour le protocole 10BASE-T1S (802.3cg). Elles respectent toutes les exigences de test définies par l'OPEN Alliance. Les oscilloscopes et analyseurs de spectre Tektronix peuvent également être utilisés pour les tests ESD et EMC.

Présentation de la séparation de signaux pour les tests Ethernet pour l'automobile

La caractérisation de signaux et le test de protocoles Ethernet pour l'automobile présentent des difficultés diverses, de la conception à la validation en passant par la maintenance. La consultation des données réelles entre l'ECU 1 et l'ECU2, l'évaluation de l'intégrité des signaux en mode Full Duplex et l'examen des données du protocole au niveau du système sans couper le câble compliquent et rallongent le test, tout en induisant des dépenses supplémentaires. La solution de séparation des signaux unique Tektronix qui fait l'objet d'un dépôt de brevet répond aux problématiques que les autres offres disponibles sur le marché ne traitent pas. Elle permet aux clients :

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Solutions de tests Ethernet automobile

Le test d'un émetteur Ethernet automobile requiert souvent d'utiliser un oscilloscope, des sondes appropriées, une source de signal et des adaptateurs de test. Pour répondre à vos besoins, Tektronix propose une gamme complète de solutions de test qui permettent d'évaluer la qualité et la conformité du signal.

Un logiciel de test automatique peut être installé sur un nouvel instrument, ajouté à un instrument existant ou partagé entre plusieurs oscilloscopes de la même série. Contactez Tektronix pour plus d'informations.

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