1.2 汽车以太网协议介绍
汽车以太网的协议内容主要有如下所示:
Ethernet:由OPEN联盟倡议的BroadR-Reach标准得到了大多数的业界支持,IEEE根据BroadR-Reach标准发布了“更通用的标准”,包括100Base-T1和1000Base-T1及尚未发布的10GBase-T1S。BroadR-Reach技术是一种汽车专用的以太网标准,车载以太网使用了专用于汽车的PHY(收发器芯片)实现了在一对非屏蔽双绞线(UTP)上能够进行双向传输,可以提供100M/1000M甚至更高的宽带性能,并进行了优化处理以满足车载EMC要求,同时保留了标准的IEEE MAC接口,用于支持AVB/TSN、TCP/IP、DoIP等多种协议;
TCP/IP协议簇:IP、ARP、ICMP、TCP、UDP、DHCP等;
TSN/AVB:AVB是Audio Video Bridging的缩写,AVB协议对传统的以太网协议进行了扩展,通过增加精确时钟同步、带宽预留等协议增强传统以太网音视频传输的实时性。IEEE 802.1任务组在2012年11月的时候正式更名为TSN–Time Sensitive Network时间敏感网络。TSN主要用于专业音视频领域、汽车控制领域、商用电子领域以及所有需要实时监控或是实时通信的工业领域:
其中 AVB 标准包括:
IEEE802.1AS:精准时钟定时和同步(gPTP);
IEEE802.1Qat:流预留协议(SRP);
IEEE802.1Qav:时间敏感流的转发和排队(FQTSS);
IEEE802.1BA:音频视频桥接系统,定义 AVB 配置文件。
更名为 TSN 后,对部分标准进行了修订,增添了几个性能改进标准,包括:
IEEE802.1ASbt:增强功能和性能改进,基于 IEEE802.1AS-2011 修订定时和同步;
IEEE802.1Qbu:新增项目,基于 IEEE 802.1Qav 修订框架抢占切换;
IEEE802.1Qbv:新增项目,基于 IEEE 802.1Qav 修订增强流量调度;
IEEE802.1Qca:支持路径控制和登记冗余网络;
IEEE802.1Qcc:流预留协议(SRP)的增强功能和性能改进;
IEEE802.1CB:帧复制和消除的可靠性,支持无缝冗余 IEEE802 网络;
二、信而泰汽车以太网测试解决方案
2.1 汽车以太网测试规范
针对汽车以太网的测试,各标准组织制定了比较完整的开放的测试标准,比较重要的测试标准和规范如下所示:
2.2 信而泰汽车以太网测试平台
2.2.1 测试仪机框
信而泰BigTao-V系列网络测试仪是拥有全球领先架构的面向中低端路由器、交换机及同级别网络转发设备的研发类测试产品。它采用模块化设计,由机箱、板卡和软件三部分组成,提供2个或6个插槽,支持从10M到100G多种速率的测试模块任意组合,同时也是支持新型100G多速接口(10G/25G/40G/100G)体积最小、功耗最低的测试仪。配合信而泰基于PCT架构的新一代测试软件Renix,可实现针对网络设备和网络系统的Layer2-7流量测试及协议仿真,在功能、性能及安全性方面提供全面测试解决方案,满足研发、实验和质量控制等过程中的测试需求。
2.2.2 测试仪板卡
V6000系列板卡是信而泰拥有全球领先架构的新一代测试板卡,它可以满足设备制造商从基本的功能测试、一致性测试到高密度端口的性能测试需求。同时它能够在企业、运营商和数据中心部署网络解决方案时, 验证其网络系统的是否能够达到预想目标。
关键特性:
· 100/1000M SFP(光接口)
· 支持2-3层流量测试及协议仿真
· 基于FPGA的100%线速流量生成、统计与捕获功能
· 支持RFC2544、RFC2889、RFC3918等基准测试套件
·支持100BASE-T1或1000BASE-T1光电转换模块
100BASE-T1在汽车上通过一对非屏蔽双绞线可实现100Mb/s的全双工数据传输,其物理层(PHY)的主要工作原理是将MAC层传递的数据,通过内部时钟转换(4B/3B),数据编码(3B/2T)以及脉冲幅度调制(PAM3)转换成双绞线上传递的差分信号,以进行各种控制信号和数据的通信发送;接收过程反之。