车载以太网成为面向未来应用的新型车内网络
车载以太网，简而言之，即将熟悉的数据通信网络中的以太网技术经过修改和优化，以应用在汽车上，使其能满足未来车内高速通信的需求
车载以太网的历史并没有那么久远。虽然很多年前就已经开始了这项技术的研究，但是IEEE是在2015-2016年才形成了IEEE802.3bw以及802.3bp标准，分别对车载以太网100M速率（简称100base-T1）以及1000M速率（简称1000base-T1）的通信标准做出了明确的规定。近两年又推出了IEEE802.3cg以及IEEE 802.3ch，分别制定了车载10M速率（10base-T1S）以及车载2.5G/5G/10G速率（MultiGbase-T1）标准。与此同时，OPEN ALLIANCE联盟也对ECU级的测试项目和评估标准做出了规定，目前TC8主要针对100/1000base-T1的ECU测试，而MultiGbase-T1会在TC15中完成。
车载以太网发展迅速，越来越受到汽车产业界的重视。尤其在随着5G、车联网、无人驾驶等应用的出现，传统的低速总线技术无法满足多传感器、摄像头数据等大数据量的传输要求。同时，V2X也对通信低延迟和实时性提出了严苛需求。因此，厂商纷纷借助车载以太网来构建新型车内网络。
总线速率的提升为工程师测试带来挑战
在以CAN/FlexRay等为代表的低速总线中，由于数据传输速率较低（例如普遍使用的CAN总线速率最高为1Mbps，而常用的为500Kbps），工程师在调测时，往往更多侧重于模块功能化调试。示波器作为常用工具，在调测时比较容易，且示波器具备的协议触发和解码功能可以帮助工程师捕获特定 CAN信号帧并解码查看，定位故障。如图1所示。
图1 CAN总线解码功能示意图
然而，在对更高速的车载以太网接口做验证时，情况会复杂很多，需要进行物理层一致性测试。
首先，随着被测信号速率的提升，为了保证信号完整性需要使用更大带宽的示波器。选择示波器的带宽时，可参考表1。
表1 车载以太网速率测试所需示波器带宽
IEEE 802.3协议和OPEN ALLIANCE针对各个不同的速率也明确规定了不同的测试项目及评估标准。以最新发布的10G速率的IEEE802.3ch为例，发射端物理层的测试内容包括最大输出压降，发射端线性度，抖动（确定性抖动/随机抖动），功率谱密度，差分电压峰值，时钟频率，回波损耗等测试项目，其中回波损耗需要使用矢量网络分析仪来测试。
工程师凭借调试低速总线的经验，通过手动测试可能无法有效完成这些测试任务。例如：在低速总线测试时，比较少关注抖动细节，更没有讨论确定性抖动或随机抖动的必要。功率谱密度，回波损耗这些指标也很少涉及；最大输出压降的测试原理比较简单，但是测试过程繁琐，要求能够准确测试信号波形中距离第一个过零点4ns位置和16ns位置的电压差。如果手动测试，不仅效率低，而且会由于人为设置测量而造成误差；高速信号的测试对连接夹具也提出了高要求，不合格的夹具可能导致过大的衰减，导致测试结果失败。
一致性测试方案让自动测试成为可能
罗德与施瓦茨（以下简称"R&S公司"）的示波器可以提供K24（100base-T1）, K87（1000base-T1）, K88（MultiGbase-T1）, K89（10base-T1）车载以太网一致性测试软件。如图2是RTP系列示波器的10Gbase-T1的软件界面，支持的测试项目与IEEE 802.3ch发射端的定义保持一致。
图2 RTP-K88 10Gbase-T1测试软件界面
以10G速率车载以太网为例，从以下几个方面来了解测试时的注意事项，以及一致性软件是如何简化测试过程。
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