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TÜV北德车辆论谈：车载以太网测试
2020-12-08 22:12:14· 来源：TUV北德认证
科幻电影里的情节，不再只是想象，车载以太网使以往只能在影片中出现的汽车功能成为现实。随着信息化时代的到来与快速发展,以太网技术已成为汽车领域的重要手段
科幻电影里的情节，不再只是想象，车载以太网使以往只能在影片中出现的汽车功能成为现实。
随着信息化时代的到来与快速发展,以太网技术已成为汽车领域的重要手段。以太网技术及架构作为下一代车载网络的发展方向，受到了汽车行业内部及通讯业技术人员的广泛关注。娱乐系统和高级驾驶辅助系统(ADAS)对传输带宽的迫切需求推动了以太网介入汽车网络的进程。
发展过程时间轴
过去：1M每秒的速度
传统汽车网络架构，主要由CAN总线组成，车内各个节点按照功能划分为动力总成、车身控制、辅助驾驶等总线域；车窗、车灯等则通过LIN总线接入CAN网络。
现在：100M每秒，甚至1G每秒的速度
车载以太网是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术，相较于传统的CAN网络，车载以太网采用交换机、点对点的通信方式，并且在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s，甚至1Gbit/s的传输速率。同时还满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。车载以太网的MAC 层采用IEEE 802.3的接口标准，无需做任何适配即可无缝支持广泛使用的高层网络协议(如TCP/IP)。
车载以太网的优势
01、低成本下的高带宽
以BroadR-Reach技术为例，其可用单对的非屏蔽双绞线进行信号传输，并能够提供100Mbit/s及更高的宽带性能，并使电缆重量减轻30%、降低连接成本可达80%。
02、支持多种协议和功能
传统车载网络支持的通信协议较为单一，而车载以太网可以同时支持AVB(TSN)、TCP/IP、DOIP、SOME/IP等多种协议或应用形式。
03、适应未来的能力
在经历了标准以太网(10Mbps)、快速以太网(100Mbps)和千兆以太网(Gigabit Ethernet)推进和发展后，以太网还在继续不断的自我迭代升级。当然在支持带宽持续增长的同时，它仍然保持对原有系统的兼容性。
04、无线功能
最能体现以太网适应新需求、发掘新潜力的事例之一就是无线网络WIFI的引入。
05、自动驾驶应用
自动驾驶的实现依赖于大量的传感器(例如毫米波雷达、激光雷达，摄像头)，这些传感器数据的传输和处理也依赖于更高的车内总线带宽。
以太网实验室
TÜV北德和工业互联网创新中心(上海)有限公司自2019年就汽车智能网联达成战略合作，以太网实验室的建成能够满足各供应商和车企的不同测试需求。
测试涵盖范围
01、车载以太网物理层测试
车载以太网物理层：以R&S的网络分析仪与高性能示波器为主组成的以太网物理层测试系统。涵盖基于《汽车以太网ECU测试规范(TC8)》、《汽车用BroadR-Reach(OABR)物理层收发器技术规范》、《IEEE Std 802.3》等标准中涉及到的测试用例，包括：传输衰落测试(Transmitter output droop)、传输失真测试(Transmitter distortion)、时钟频率测试(Clock frequency)、功率谱密度测试(Transmitter power spectral density)、MDI回波损耗测试(MDI Return Loss)、时间抖动测试(Transmitter timing jitter)、MDI模式转换损耗(MDI mode conversion loss)、MDI共模辐射测试(MDI common mode emission)等。
02、车载以太网协议层测试
车载以太网协议层：以SPIRENT的以太网分析仪为主组成的以太网协议层测试系统。包括基于《IEEE 802.1》、《IEEE Std 802.3》、《AUTOSAR验收测试规范》、《汽车以太网ECU测试规范》、《RFC 2544》等标准中涉及到的相关测试用例，如UDP、TCP/IP、ARP、TSN/AVB、吞吐量、时延等许多相关的测试，涵盖的测试内容范围广泛。
测试适用对象
各类研发或生产车载以太网相关ECU的供应商、正在或即将研发搭载以太网ECU车型的整机厂、车企等，均可以进行车载以太网的相关测试，用以确保相关产品参数符合各项以太网标准中所定义的要求，同时可以帮助控制缩短研发周期、降低风险、提高相关产品质量等。
随着信息化时代的到来与快速发展,以太网技术已成为汽车领域的重要手段。以太网技术及架构作为下一代车载网络的发展方向，受到了汽车行业内部及通讯业技术人员的广泛关注。娱乐系统和高级驾驶辅助系统(ADAS)对传输带宽的迫切需求推动了以太网介入汽车网络的进程。
发展过程时间轴
过去：1M每秒的速度
传统汽车网络架构，主要由CAN总线组成，车内各个节点按照功能划分为动力总成、车身控制、辅助驾驶等总线域；车窗、车灯等则通过LIN总线接入CAN网络。
现在：100M每秒，甚至1G每秒的速度
车载以太网是一种用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术，相较于传统的CAN网络，车载以太网采用交换机、点对点的通信方式，并且在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s，甚至1Gbit/s的传输速率。同时还满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。车载以太网的MAC 层采用IEEE 802.3的接口标准，无需做任何适配即可无缝支持广泛使用的高层网络协议(如TCP/IP)。
车载以太网的优势
01、低成本下的高带宽
以BroadR-Reach技术为例，其可用单对的非屏蔽双绞线进行信号传输，并能够提供100Mbit/s及更高的宽带性能，并使电缆重量减轻30%、降低连接成本可达80%。
02、支持多种协议和功能
传统车载网络支持的通信协议较为单一，而车载以太网可以同时支持AVB(TSN)、TCP/IP、DOIP、SOME/IP等多种协议或应用形式。
03、适应未来的能力
在经历了标准以太网(10Mbps)、快速以太网(100Mbps)和千兆以太网(Gigabit Ethernet)推进和发展后，以太网还在继续不断的自我迭代升级。当然在支持带宽持续增长的同时，它仍然保持对原有系统的兼容性。
04、无线功能
最能体现以太网适应新需求、发掘新潜力的事例之一就是无线网络WIFI的引入。
05、自动驾驶应用
自动驾驶的实现依赖于大量的传感器(例如毫米波雷达、激光雷达，摄像头)，这些传感器数据的传输和处理也依赖于更高的车内总线带宽。
以太网实验室
TÜV北德和工业互联网创新中心(上海)有限公司自2019年就汽车智能网联达成战略合作，以太网实验室的建成能够满足各供应商和车企的不同测试需求。
测试涵盖范围
01、车载以太网物理层测试
车载以太网物理层：以R&S的网络分析仪与高性能示波器为主组成的以太网物理层测试系统。涵盖基于《汽车以太网ECU测试规范(TC8)》、《汽车用BroadR-Reach(OABR)物理层收发器技术规范》、《IEEE Std 802.3》等标准中涉及到的测试用例，包括：传输衰落测试(Transmitter output droop)、传输失真测试(Transmitter distortion)、时钟频率测试(Clock frequency)、功率谱密度测试(Transmitter power spectral density)、MDI回波损耗测试(MDI Return Loss)、时间抖动测试(Transmitter timing jitter)、MDI模式转换损耗(MDI mode conversion loss)、MDI共模辐射测试(MDI common mode emission)等。
02、车载以太网协议层测试
车载以太网协议层：以SPIRENT的以太网分析仪为主组成的以太网协议层测试系统。包括基于《IEEE 802.1》、《IEEE Std 802.3》、《AUTOSAR验收测试规范》、《汽车以太网ECU测试规范》、《RFC 2544》等标准中涉及到的相关测试用例，如UDP、TCP/IP、ARP、TSN/AVB、吞吐量、时延等许多相关的测试，涵盖的测试内容范围广泛。
测试适用对象
各类研发或生产车载以太网相关ECU的供应商、正在或即将研发搭载以太网ECU车型的整机厂、车企等，均可以进行车载以太网的相关测试，用以确保相关产品参数符合各项以太网标准中所定义的要求，同时可以帮助控制缩短研发周期、降低风险、提高相关产品质量等。
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