測(cè)試套件加速 SPE 汽車(chē)設(shè)計(jì)

單對(duì)以太網(wǎng) (SPE) 在汽車(chē)行業(yè)顯示出前景，服務(wù)于從信息娛樂(lè)到高級(jí)駕駛輔助的各種應(yīng)用。傳感器和相關(guān)功能的激增正在推動(dòng) SPE 的發(fā)展。正如一對(duì)以太網(wǎng) (OPEN) 聯(lián)盟特別興趣小組 (SIG)指出的那樣, 添加功能傳統(tǒng)上需要添加新的電子控制單元 (ECU)。但如今的車(chē)輛平均擁有 50 個(gè) ECU，有些甚至超過(guò) 200 個(gè)，這種方法變得不切實(shí)際。因此，該行業(yè)正在轉(zhuǎn)向面向區(qū)域服務(wù)的架構(gòu)?？梢詫⑿路?wù)添加到通過(guò) SPE 與多個(gè)傳感器和執(zhí)行器通信的高性能 ECU。在車(chē)輛中有效部署 SPE 需要先進(jìn)的連接器技術(shù)和快速、準(zhǔn)確的連接器評(píng)估方法。兩個(gè)新的信號(hào)驗(yàn)證套件——enetSEAL+ 信號(hào)驗(yàn)證套件和HDSCnet+ 信號(hào)完整性測(cè)試套件——可以幫助完成后一項(xiàng)任務(wù)。

連接器組合

TE Connectivity的 SPE 產(chǎn)品包括enetSEAL+和 HDSCnet+ 連接器產(chǎn)品組合。enetSEAL+ 連接器支持多功能顯示器、遠(yuǎn)程信息處理、遙測(cè)單元、信息娛樂(lè)模塊、高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)和媒體訪問(wèn)控制器在惡劣條件下的線(xiàn)對(duì)線(xiàn)和線(xiàn)對(duì)板連接。它可以使用 SPE 差分信號(hào)傳輸通信協(xié)議連接外部攝像頭和傳感模塊。

HDSCnet+ 堅(jiān)固耐用的重載熱塑性連接器將 TE Connectivity HDSCS 連接器接口與公司的單對(duì)以太網(wǎng)MATEnet 相結(jié)合模塊化、可擴(kuò)展、小型化的汽車(chē)以太網(wǎng)互連系統(tǒng)。HDSCnet+支持線(xiàn)對(duì)線(xiàn)和線(xiàn)對(duì)設(shè)備連接，即將支持線(xiàn)對(duì)板連接。它支持多個(gè)混合接口，結(jié)合 SPE 以及非屏蔽或屏蔽雙絞線(xiàn)電纜的電源和可擴(kuò)展性。根據(jù) IEEE 100BASE-T1 和 1000BASE-T1 標(biāo)準(zhǔn)，MATEnet 支持高達(dá) 1Gb/s 的速度，根據(jù)替代技術(shù)支持高達(dá) 4Gb/s 的速度。TE 的 NanoMQS 端子兼容非屏蔽雙絞線(xiàn) (UTP) 和屏蔽雙絞線(xiàn) (STP) 變體。應(yīng)用示例包括車(chē)載網(wǎng)絡(luò) (1000BASE-T1) 和后視攝像頭 (100BASE-T1)。

測(cè)試套件

為了支持涉及這些連接器技術(shù)的設(shè)計(jì)，TE Connectivity 提供了兩個(gè)測(cè)試套件。enetSEAL + 信號(hào)驗(yàn)證套件支持 100BASE-T1 (IEEE 802.3bw) 100Mb/s 連接，使設(shè)計(jì)人員能夠驗(yàn)證 enetSEAL+ 連接器系統(tǒng)是否符合通過(guò) UTP 電纜進(jìn)行 SPE 通信的 TC2 OPEN 聯(lián)盟規(guī)范。

該套件包含兩個(gè)測(cè)試板組件，其中裝有一個(gè) enetSEAL+ 180° 接頭和兩個(gè) SMA 連接器。它還包含五個(gè) 3m 帶護(hù)套的 UTP 20AWG 電纜組件，它們可以配對(duì)以在兩個(gè)測(cè)試板之間創(chuàng)建總長(zhǎng) 15m 的電纜鏈路（圖 1）。此鏈接復(fù)制了 100BASE-T1 規(guī)范，該規(guī)范允許一個(gè)通道內(nèi)最多有四個(gè)內(nèi)聯(lián)連接，從而使工程師能夠驗(yàn)證完整的 15m 整個(gè)通信通道 (WCC) 是否符合 100BASE-T1 TC2 規(guī)范。

圖 1：enetSEAL+ 信號(hào)驗(yàn)證套件包括兩個(gè)測(cè)試板組件和五個(gè) 3m 護(hù)套 UTP 電纜組件。（來(lái)源：貿(mào)澤電子）

用于 100BaseT1 100Mb/s 連接的HDSCnet+ 信號(hào)完整性測(cè)試套件允許工程師驗(yàn)證 TE 的 HDSCnet+/MATEnet 連接器系統(tǒng)是否符合 TC2 開(kāi)放聯(lián)盟規(guī)范，以便通過(guò)帶護(hù)套的 UTP 電纜進(jìn)行 SPE 通信。該套件包含兩個(gè)測(cè)試板，每個(gè)測(cè)試板都裝有一個(gè) MATEnet 90° 接頭和兩個(gè) SMA。與 enetSEAL+ 套件一樣，HDSCnet+ 套件包括五個(gè)電纜組件，它們可以配對(duì)以在兩個(gè)測(cè)試板之間創(chuàng)建總長(zhǎng) 15m 的電纜鏈路。工程師可以移除一根或多根電纜鏈路以評(píng)估更短的通道長(zhǎng)度。

測(cè)試設(shè)置示例

enetSEAL+套件可以作為工程師如何使用這兩種套件的示例。要測(cè)量的參數(shù)包括特性阻抗差模（CIDM）、回波損耗（RL）、插入損耗（IL）、縱向轉(zhuǎn)換損耗（LCL）和縱向轉(zhuǎn)換傳輸損耗（LCTL）。除套件外，所需設(shè)備還包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）和時(shí)域反射計(jì)（TDR）。

用于 WCC 評(píng)估的典型測(cè)試裝置包括測(cè)試電纜、內(nèi)聯(lián)連接器和在放大的接地參考平面（測(cè)量值至少為 1m x 2m）上的 10mm ± 0.5mm 隔離支撐 (ε r ≤ 1.4)。該套件的測(cè)試板組件連接到測(cè)試電纜鏈路組件的兩端，取代了實(shí)際汽車(chē)實(shí)施中的 ECU 連接器。反過(guò)來(lái)，測(cè)試板組件連接到 VNA（用于測(cè)量混合模式 S 參數(shù)，包括 RL 和 IL）或 TDR（用于測(cè)量 CIDM）。

圖 2顯示了 TE Connectivity 實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的照片，其中電纜呈曲折狀排列，用木鎬固定，以避免寄生耦合。使用 VNA 和 TDR 執(zhí)行測(cè)量后，最后一步是將測(cè)量結(jié)果與TC2通信通道規(guī)范的限制線(xiàn)進(jìn)行比較。

圖 2：此 TE Connectivity 實(shí)驗(yàn)室設(shè)置顯示電纜以曲折方式排列以避免寄生耦合。（來(lái)源：貿(mào)澤/TE“enetSEAL+ 測(cè)量說(shuō)明”）

信號(hào)完整性套件測(cè)量將確認(rèn)連接器和電纜選擇是否滿(mǎn)足所需的協(xié)議性能。它們?yōu)樵O(shè)計(jì)人員提供了使用各自連接器系列的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

結(jié)論

隨著車(chē)輛中 ECU 數(shù)量的增長(zhǎng)，汽車(chē)制造商正在轉(zhuǎn)向面向區(qū)域服務(wù)的架構(gòu)。高性能 ECU 通過(guò) SPE 與多個(gè)傳感器和執(zhí)行器通信。兩個(gè)測(cè)試套件——enetSEAL+ 信號(hào)驗(yàn)證套件和HDSCnet+ 信號(hào)完整性測(cè)試套件——幫助設(shè)計(jì)人員在將 SPE 應(yīng)用于汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)評(píng)估連接器技術(shù)。

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