Konformität von Ethernet-Schnittstellen Messen im HD-Modus

Neuer High-Definition-Modus im Konformitätstests.
Neuer High-Definition-Modus in Konformitätstests.

Häufig entscheiden Signalpegel von einigen Millivolt über Bestehen oder Fehlschlagen eines Konformitätstests für Automotive Ethernet. Deshalb müssen Oszilloskope bei solchen Tests exakte Ergebnisse liefern. Ein neuer High-Definition-Modus sorgt nun für die erforderliche Genauigkeit.

Automotive Ethernet eröffnet neue Möglichkeiten für die Gestaltung innovativer Funktionen und wird zudem als Backbone der zukünftigen Netzwerkarchitektur im Fahrzeug verwendet werden. Nach der Spezifikation von BroadR-Reach in der OPEN Alliance steht nun mit der IEEE-Spezifikation IEEE 802.3bw die Standardisierung als 100BASE-T1-Ethernet kurz vor dem Abschluss.

Automotive Ethernet erlaubt eine bidirektionale Kommunikation mit 100 Mbit/s Datenrate über ein einzelnes, ungeschirmtes Aderpaar. Im Vergleich zu 100BASE-Tx-Ethernet mit vier geschirmten Aderpaaren ermöglicht 100BASE-T1-Ethernet so bei gleicher Datenrate eine erhebliche Kosten- und Gewichtseinsparung bei der Verkabelung im Fahrzeug. Durch die komplexe Übertragungstechnik ergeben sich jedoch erhöhte Testanforderungen, um die Funktion der Schnittstellen und insbesondere die Interoperabilität der verwendeten Komponenten sicherzustellen. Die OPEN Alliance hat deshalb spezielle Konformitätstests definiert (Tabelle), die auch von der IEEE übernommen wurden.

Frequenzteiler für zuverlässige Ergebnisse

Der sogenannte Transmitter-Distortion-Test überprüft die korrekte Datenübertragung mit einem Fehler von maximal 15 mV. In der 100BASE-T1-Testspezifikation sind die Algorithmen zur Analyse des Signals als Matlab-Script spezifiziert. Die Algorithmen basieren auf der Annahme, dass Störquelle und Datenerfassung mit dem Takt des Prüflings synchronisiert werden. Der Takt des Steuergeräts wird deshalb für eine korrekte Messung herausgeführt und als Referenz sowohl für das Oszilloskop als auch für den Signalgenerator verwendet.

Der Takt der 100BASE-T1-Schnittstelle des Steuergeräts beträgt 66,67 MHz. Die Messausrüstung in Form von Signalgeneratoren oder Oszilloskopen kann sich üblicherweise auf 10-MHz-Referenzsignale aufsynchronisieren. Rohde & Schwarz hat deshalb speziell für die 100BASE-T1-Konformitätstests den Frequenzteiler R&S RT-ZF3 (Bild 1) entwickelt, mit dessen Hilfe der 66,67-MHz-Takt des 100BASE-T1-Transmitters in ein als Referenz nutzbares 10-MHz-Taktsignal heruntergeteilt wird. Der Frequenzumsetzer macht die Taktsynchronität zwischen DUT und Messaufbau möglich. Diese Taktsynchronität wird in der 100BASE-T1-Testspezifikation für die Durchführung eines Tests zwingend vorgeschrieben.

Einzelne Automobilhersteller wünschen allerdings eine Testlösung, die ohne die Herausführung der Clock des Steuergeräts funktioniert. Rohde & Schwarz bietet deshalb für die Steuergeräteentwicklung eine Lösung, die Abweichungen der Clock der 100BASE-T1-Schnittstelle kompensiert. So kann der Transmitter-Distortion-Test wahlweise gemäß IEEE-Testspezifikation oder gemäß den Anforderungen der Automobilhersteller ohne herausgeführte Clock absolviert werden.