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자동차 이더넷 테스트

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자동차 이더넷 테스트

안정성 및 상호 운용성(interoperability) 실현

ADAS, 스마트 안전 시스템 및 사용자-시스템 하위 시스템은 자동차 전반에 걸쳐 전송할 방대한 양의 데이터를 생성합니다. 또한 자동차 하위 시스템 간의 보다 강화된 통합에 대한 요구 사항은 근본적인 아키텍처(architecture) 변화, 즉 단순한 링 네트워크(ring network)에서 백본(backbone)에 연결된 게이트웨이 등의 보다 복잡한 토폴로지(topologies)로의 전환을 이끌고 있습니다.

자동차 이더넷은 검증된 IT 기술에서 비롯되어 용량과 통합에 대한 요구를 충족합니다. 비자동차 이더넷과 달리, 자동차 버스(bus)는 보다 가볍고 저렴하게 설계된 비절연 단일 꼬임쌍선케이블링(single twisted-pair cabling)을 사용합니다. 또한 PAM3 변조를 사용하여 데이터 속도와 안정성을 높입니다.

자동차 표준은 이더넷을 근원으로 하지만 자동차 요구 사항을 충족하기 위해 물리적 계층의 중요한 변화를 포함합니다. 표준의 첫 번째 버전은 BroadR-Reach라고 하며, 100BASE-T1(P802.3bw) 및 1000BASE-T1(802.3bp)이라는 IEEE 버전으로 대체되고 있습니다.

다양한 작동 환경에서의 안정적인 자동차 작동 및 하드웨어 상호 운용성을 보장하기 위해 신호 레벨, 노이즈 및 클럭(clock) 특성에 엄격한 제약 조건이 적용됩니다. 표준으로 지정된 테스트 기법은 고정 이더넷 네트워크에는 적합하지만 CAN 및 LIN과 같은 보다 느린 시리얼 버스를 사용하는 데 익숙한 많은 자동차 엔지니어에게 새로운 설계 과제를 안겨 주었습니다.

설계 검증

프로토타입 네트워크 장치를 제작한 후에는 설계를 ‘불러와’ 사양에 맞도록 특성화해야 합니다.

Tektronix 오실로스코프는 자동차 이더넷 설계를 불러와 특성화하는 데 매우 유용한 도구입니다.

  • 고급 측정 및 분석 도구를 사용하여 다양한 사용 사례에서 특성화 완료하세요.
  • 진폭 및 시간 측정과 같은 자동 측정은 통계 분석 및 히스토그램과 함께 신호 품질 검사를 시작하는 데 적합합니다.
  • 아이 다이어그램은 노이즈 및 신호 무결성(signal integrity) 문제에 대해 PAM3 신호 처리를 평가하는 가장 빠른 방법입니다.
  • 지터 분석 도구는 TIE(Time Interval Error) 및 cycle-to-cycle,Rj/Dj 측정 등 주종(master/slave) 클럭 지터의 전체 프로필 제공합니다.
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아이 다이어그램은 복잡한 PAM3 파형을 보는 데 가장 적합한 방법입니다.

신속한 디버깅 및 문제 해결

복잡한 네트워크 시스템 또는 구성 요소에서는 간혹 오류가 발생하므로 근본 원인을 파악하기 위해 신속한 디버그가 필요합니다. 자동차 이더넷의 더 빠른 데이터 속도 및 임베디드 클럭(embedded clock)은 노이즈 및 전력 변화에 민감합니다.

문제 해결 절차의 일부로 파형을 평가하는 엔지니어는 PAM3 신호를 디버깅하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 또한 자동차 이더넷은 양방향 버스이므로 정확히 관심 있는 신호를 캡처하기가 보다 까다로울 수 있습니다.

고급 분석 소프트웨어로 구성된 Tektronix 오실로스코프는 사양을 충족하지 못한 경우 빠르고 효과적인 문제 해결에 필요한 도구를 제공합니다.

  • 클럭 복구 문제를 해결하는 TIE 및 히스토그램
  • PAM3 신호를 신속하게 평가하는 아이 다이어그램
  • 지터가 랜덤인지 결정성인지를 확인하여 노이즈 원인을 식별하는 고급 지터 분석
  • 확장된 트리거링 기능
  • 간섭의 원인을 격리하는 FFT 분석
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복잡한 시스템의 문제를 해결하려면 다중 채널 측정 및 뛰어난 신호 무결성 도구(예: FFT 및 지터 분석)가 필요합니다.

확실한 컴플라이언스

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이 전력 스펙트럼 밀도 테스트와 같은 자동 테스트는 결과를 테스트 한계와 비교하여 표준 컴플라이언스를 확인합니다.

하위 시스템이 네트워크 환경에 점점 통합되면서 엔지니어는 모든 장치가 상호 운용 가능하다는, 즉 개별 ECU가 다른 모든 ECU와 안정적으로 통신할 것이라는 증명 가능하고 객관적인 증거를 제공해야 합니다. 요구 사항은 EMI/EMC 및 ESD 테스트로도 확장됩니다.

그러나 더욱 복잡한 고속 Mbps 및 Gbps 시리얼 기술의 도입으로 테스트가 보다 까다로울 수 있습니다.

텍트로닉스는 여러 해 동안 고속 컴플라이언스 테스트에 참여해 왔으며, 이러한 전문 기술을 자동차 분야의 새로운 기술을 테스트하는 데 적용하고 있습니다. 컴플라이언스 솔루션은 BroadR-Reach뿐 아니라 100BASE-T1(802.3bp TM )도 지원합니다. 두 솔루션 모두 OPEN Alliance에서 정의한 테스트 요구 사항을 준수합니다. 텍트로닉스 오실로스코프 및 스펙트럼 분석기는 ESD 및 EMC 테스트에도 적용될 수 있습니다.

자동차 이더넷 테스트 시스템 살펴보기

자동차 이더넷 송신기를 테스트하려면 오실로스코프, 적절한 프로브, 신호 소스 및 테스트 픽스쳐(fixture)가 필요합니다.

다음은 테스트 시스템의 예입니다.

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교란 신호(disturbing signal)가 있는 환경에서 자동차 이더넷 송신기 왜곡(transmitter distortion)을 테스트하기 위한 교정 설정

Oscilloscopes for Automotive Ethernet Validation and Debug

여러 오실로스코프 제품군이 자동차 이더넷의 검증 및 디버그를 자동화하는 테스트 소프트웨어를 지원합니다. 오실로스코프에 필요한 대역폭은 테스트하는 표준의 레벨에 따라 다릅니다.

  • 100BASE-T1에는 최소 1GHz 필요
  • 1000BASE-T1에는 최소 2GHz 필요

자동화 테스트 소프트웨어가 새 장비에 설치되고 기존 장비에 추가되거나 동일 제품군의 스코프 장비 사이에서 공유됩니다.

각각의 링크를 클릭하시면 데이터 시트를 바로 확인할 수 있습니다.

오실로스코프 시리즈 Test Software Available As
5 시리즈 MSO 5-CMAUTOEN
  • 새 스코프에 설치됨
  • 기존 스코프에서 업그레이드
  • 동일 제품군 스코프 간 공유를 위한 플로팅 라이센스
6 시리즈 MSO 6-CMAUTOEN
MSO/DPO5000 BRR
DPO7000C
MSO/DPO70000C

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