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오토모티브 이더넷 아키텍처

오토모티브
이더넷

오늘날의 차량은 ADAS(Advanced Driver Assistance System), 온보드 진단, 카메라 및 센서, 차량 내 인포테인먼트 시스템, 스마트 안전 시스템을 구현하기 위해 방대한 양의 데이터를 생성 및 전송하고 있습니다. 이러한 차량 내 네트워크는 CAN/CAN-FD, LIN, FlexRay, SENT, PSI5 및 CXPI 네트워크와 같은 버스를 사용하여 역사적으로 가능했던 것보다 훨씬 더 빠른 속도를 요구합니다.

또한 차량 하위 시스템 간의 더 큰 통합에 대한 요구 사항은 백본(backbone)에 연결된 게이트웨이를 포함하여 확장 가능한 아키텍처(architecture) 및 복잡한 토폴로지(topologies)에 중점을 둔 근본적인 아키텍처 변화를 추진하고 있습니다.

기술 요구 사항 외에도 이러한 차량 내 네트워크는 가볍고, 비용 효율적이며, 열악한 조건과 넓은 온도 범위에서 작동해야 합니다. 또한 특히 승객의 안전을 보호하도록 설계된 시스템의 경우 매우 안정적이어야 합니다.

그리고 오토모티브 이더넷은 이러한 모든 요구에 답합니다.

오토모티브 이더넷의 이점

오토모티브 이더넷은 100~150Mb/s의 속도로 데이터를 전달할 수 있는 비용 효율적이고 가벼운 옵션입니다. 이는 용량과 통합 모두에 대한 요구 사항을 충족하는 검증된 기술입니다. 비자동차 이더넷과 달리 자동차 이더넷 케이블은 비차폐 단일 꼬임쌍선으로, 높은 데이터 속도와 신뢰성을 달성하기 위해 더 가벼운 무게와 비용 및 PAM3/PAM4 변조를 위해 설계되었습니다. CAN, CAN-FD, LIN 및 기타 네트워크는 가까운 미래에 계속 적합할 수 있지만, 자동차 이더넷은 CAN 버스보다 약 100배 빠르게 데이터를 전송할 수 있어 미래 자동차 네트워크의 요구 사항을 충족하는 데 더 적합합니다.

오토모티브 이더넷 표준

오토모티브 이더넷을 위한 새로운 애플리케이션이 등장하고 속도가 빨라짐에 따라 표준 조직은 자동차 제조업체와 공급업체가 충족해야 하는 새로운 테스트 및 규정 준수 요구 사항을 발표합니다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 IP 기반 자동차 이더넷 100BASE-T1 (P802.3bw), 멀티 기가비트 이더넷(IEEE 802.3ch), 1000BASE-T1(802.3bp) 및 10BASE-T1S(IEEE 802.3cg) 표준을 도입했습니다. 최근 IEEE는 PAM4 인코딩 방식으로 2.5Gbps, 5Gbps 및 10Gbps에서 작동할 수 있는 멀티 기가비트 이더넷(IEEE 802.3ch) 표준을 도입했습니다.

하드웨어의 상호 운용성과 다양한 환경 및 작동 조건에서 차량의 안전하고 예측 가능한 작동을 보장하기 위해 신호 레벨, 노이즈 및 클럭 특성에 엄격한 제약이 적용됩니다. 표준으로 지정된 테스트 기법은 고정 이더넷 네트워크에는 적합하지만 CAN 및 LIN처럼 좀 더 느린 시리얼 버스를 사용하는 데 익숙한 많은 자동차 엔지니어에게 새로운 설계 과제를 안겨 주었습니다.

Tektronix는 엔지니어가 설계를 테스트 및 검증하고 표준 준수를 보장하는 데 도움이 되는 다양한 장비 및 솔루션을 통해 고속 시리얼 설계 구현 및 문제 해결을 지원하는 방대한 경험을 제공할 수 있습니다.

오토모티브 이더넷 설계 검증

프로토 타입 디바이스를 설계했다면, 시스템과의 통합을 테스트하고 사양에 맞도록 특성화해야 합니다.

Tektronix 오실로스코프는 오토모티브 이더넷 설계를 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), 주기 간, Rj/Dj 측정을 포함하여 마스터/슬레이브 클록 지터의 전체 프로필을 제공하며 오류의 잠재적 원인을 격리합니다.
eye diagram automotive Ethernet testing

아이 다이어그램은 복잡한 PAM3 파형을 보는 데 가장 적합한 방법입니다.

오토모티브 이더넷 설계의 신속한 디버깅 및 문제 해결

복잡한 네트워크 시스템을 구성할 때는 신호 오류가 발생하기 쉽상입니다. 이러한 오류의 근본원인을 파악할 수 있도록 신속하고, 스마트한 디버깅이 필수입니다. 오토모티브 이더넷의 더 빨라진 데이터 속도 및 임베디드 클럭(embedded clock)은 노이즈 및 전력 변화에 민감합니다.

예를들어 설계 오류 문제 해결을 위해 파형을 분석할 경우, PAM3 신호를 디버깅하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 또한 오토모티브 이더넷은 양방향 버스이므로, 엔지니어가 관심 있는 신호를 정확하게 캡처하는 것이 더욱 까다롭습니다.

Tektronix 오실로스코프는 우수한 고급 분석 옵션 제공합니다. 개발 과정 중 오류가 생겼을 때, 문제 해결을 위한 관련 분석을 더 빠르고 쉽게 수행할 수 있도록 편의를 제공합니다.

  • TIE 및 히스토그램으로 클럭 복구 문제 해결
  • 아이 다이어그램으로 PAM3 신호를 신속하게 평가
  • 고급 지터 분석으로 지터가 랜덤인지 결정성인 지 식별하여 노이즈 원인을 확
  • 트리거링 기능 확장
  • FFT 분석으로 간섭의 원인을 아이솔레이션
troubleshooting automotive Ethernet design

복잡한 시스템의 문제를 해결하려면 다중 채널 측정 및 뛰어난 신호 무결성 도구(예: FFT 및 지터 분석)가 필요합니다.

automotive Ethernet compliance Automotive Ethernet Compliance Solutions

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

규정을 준수하는 확실한 설계

하위 시스템이 네트워크 환경에 점점 통합되면서 엔지니어는 모든 장치가 상호 운용 가능하다는, 즉 개별 전자 제어 유닛(ECU)이 다른 모든 ECU와 안정적으로 통신할 것이라는 증명 가능하고 객관적인 증거를 제공해야 합니다. 이러한 요구 사항은 ESD 및 EMC/EMI 테스트에도 적용됩니다.

하지만 더욱 복잡해지는 고속 Mbps 및 Gbps 시리얼 기술의 도입으로 테스트하는 것이 더욱 까다로워지고 있습니다.

Tektronix는 다년간 고속 컴플라이언스 테스트에 참여해 왔으며, 자동차 분야의 최신 기술을 테스트하는 데 이 전문 기술을 적용하고 있습니다. 컴플라이언스 솔루션은 100BASE-T1(802.3bpTM)뿐만 아니라 BroadR-Reach 또는 100BASE-T1(802.3bwTM)도 지원합니다. 최신 컴플라이언스 솔루션은 멀티 기가비트 이더넷(IEEE 802.3ch)과 10BASE-T1S(802.3cg)입니다. 모두 OPEN Alliance에서 정의한 테스트 요구 사항을 준수합니다. Tektronix 오실로스코프 및 스펙트럼/신호 분석기도 ESD 및 EMC 테스트에 적용할 수 있습니다.

자동차 이더넷 테스트용 신호 분리 소개

신호 특성화 및 프로토콜 테스트는 설계부터 검증, 유지보수 단계에 이르기까지 문제가 발생할 수 있습니다. ECU#1과 ECU#2 사이의 실제 데이터를 확인하고, 풀 듀플렉스 모드에서 신호 무결성을 평가하며, 자동차 이더넷 케이블 손상 없이 시스템 수준에서 프로토콜 데이터를 검사하면 복잡성과 시간, 비용이 추가됩니다. 특허 출원 중인 Tektronix의 고유한 신호 분리 솔루션은 현재 시장에 제공되는 제품의 단점을 극복하여 고객이 다음을 수행할 수 있도록 해 줍니다.

automotive Ethernet signal separation

오토모티브 이더넷 테스트 솔루션

오토모티브 이더넷 설계를 테스트하려면 종종 오실로스코프, 적절한 프로브, 신호 소스, 소프트웨어 및 적절한 테스트 픽스쳐가 필요합니다. 사용자의 요구 사항을 충족하기 위해 Tektronix는 신호 품질 및 컴플라이언스를 준수하는 테스트 솔루션의 전 제품군을 제공하고 있습니다.

자동차 이더넷 테스트 오실로스코프 소프트웨어 Probes 시그널 소스 픽스쳐
신호 품질 테스트
(신호 분리, 프로토콜 디코드, 신호 품질 및 디버그)
5 시리즈 MSO 혼합 신호 오실로스코프

5 시리즈 MSO(Windows 전용)

6 시리즈 MSO 혼합 신호 오실로스코프

6 시리즈 B MSO(Windows 전용)

옵션 5/6 -AUTOEN-SS: 신호 분리
옵션 5/6 -PAM3(자동차 이더넷 신호 분석)
옵션 5/6 -SRAUTOEN1(100BASE-T1 프로토콜 디코드)
옵션 5/6 -DJA(지터 분석)

TDP1500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP3500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP1500/TDP3500

TCP0030 전류 오실로스코프 프로브

TCP0030A / P6022

  ECU에 따름
정보는 텍트로닉스에 문의
Open Alliance/IEEE PMA Tx 컴플라이언스 테스트 5 시리즈 MSO 혼합 신호 오실로스코프

5 시리즈 MSO(Windows 전용)

6 시리즈 MSO 혼합 신호 오실로스코프

6 시리즈 B MSO(Windows 전용)

옵션 5/6-CMAUTOEN10(10BASE-T1S 컴플라이언스)

TDP1500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP1500

AFG31000 시리즈(복귀 손실) TF-XGBT
옵션 5/6-CMAUTOEN(100BASE-T1/1000BASE-T1 컴플라이언스)

TDP1500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP3500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP1500, TDP3500

AFG31000 또는 AWG5200 시리즈(왜곡 및 복귀 손실) TF-XGBT, TF-BRR-CFD
MSO/DPO70000 혼합 신호 오실로스코프

DPO70000C/DX
DPO70000SX ATI 고성능 오실로스코프

DPO70000SX

옵션 BRR(100BASE-T1/1000BASE-T1 컴플라이언스)

TDP1500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP3500 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

TDP1500, TDP3500

AFG31000 또는 AWG5200 시리즈(왜곡 및 복귀 손실) TF-XGBT, TF-BRR-CFD
MSO/DPO70000 혼합 신호 오실로스코프

DPO70000DX

DPO70000SX ATI 고성능 오실로스코프

DPO70000SX

옵션 AUTOEN10G(멀티 기가비트 이더넷 컴플라이언스)

P7720 저전압 디퍼런셜 오실로스코프 프로브

P7700 시리즈(옵션)

NA PCB S3401 SB 396373*1
자세한 내용은 Tektronix에 문의하십시오.

자동화 테스트 소프트웨어가 새 장비에 설치되고 기존 장비에 추가되거나 동일 제품군의 스코프 장비 사이에서 공유됩니다. 자세한 정보는 텍트로닉스에 문의하십시오.

오토모티브 이더넷 리소스

오토모티브 이더넷 테스트 장비

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자동차 이더넷 FAQ

자동차에서 이더넷을 사용하는 이유는 무엇입니까?

오늘날의 차량은 그 어느 때보다 많은 데이터를 전송하고 있기 때문에 이전보다 빠른 속도, 하위 시스템 간의 보다 큰 통합 및 보다 복잡한 토폴로지가 필요합니다. 이더넷은 이러한 기술적 요구 사항을 충족하면서도 비용 효율적이고 경량이며, 차량이 작동하는 험난한 조건을 견딜 수 있습니다.

오토모티브 애플리케이션으로 CAN 또는 이더넷 중 무엇이 더 적합합니까?

오토모티브 애플리케이션에는 CAN과 이더넷이 모두 사용되지만 CAN보다 100배 빠른 속도를 제공할 수 있기 때문에 선호하는 네트워크로 이더넷이 빠르게 부상하고 있습니다. 또한 하위 시스템 간 더 많은 통합이 가능합니다.

자동차 네트워크의 미래는 어떠할 것이라고 생각합니까?

온보드 진단, 카메라, 센서, 고급 운전자 지원, 인포테인먼트 및 스마트 안전 시스템을 통해 차량은 그 어느 때보다 더 빠르고 안정적인 데이터 전송이 요구될 것입니다. 그리고 오토모티브 이더넷은 미래의 자동차를 위한 네트워크로 부상하고 있습니다.