Messtechnik Spezifikationen nach BroadR-Reach automatisch testen

Ethernet spielt im Automotive- Bereich eine immer wichtigere Rolle.
Ethernet spielt im Automotive- Bereich eine immer wichtigere Rolle.

Oszilloskope sind ein wichtiges Hilfsmittel, um bei schnellen Bussystemen Konformitätsprüfungen auf der physikalischen Ebene durchzuführen. Bestimmte Busse, wie etwa BroadR-Reach-Ethernet, geben die entsprechenden Testbedingungen und Messarten sogar exakt vor. Ein für solche Tests geeignetes Oszilloskop muss daher spezielle Anforderungen erfüllen.

Der Datenhunger von intelligenten Fahrerassistenzsystemen, komplexen Infotainment-Einheiten und umfassenden Überwachungssystemen lässt sich nur mit Hilfe von immer schnelleren Bussystemen im Fahrzeug stillen. Ein wichtiger Schritt bei der Implementierung von High-Speed-Bussystemen ist die Überprüfung, ob internationale Standards ebenso wie auch lokale bzw. länderspezifische Regulatorien im konkreten Anwendungsfall auch tatsächlich erfüllt werden. Bei solchen Konformitätstests spielen Oszilloskope eine entscheidende Rolle - und zwar sowohl im Labor als auch direkt im Auto, wo die Störeinflüsse aus unmittelbarer Nähe auf die Signalwege einwirken.

Vor diesem Hintergrund ist es wichtig zu wissen, welche Anforderungen ein Oszilloskop erfüllen muss, um schnelle Busse nach den Konformitätsprüfungs-Vorschriften testen zu können. Denn gerade in der Automobilindustrie müssen auch sehr kleine und unbedeutend erscheinende Design-Fehler zuverlässig vermieden bzw. aufgespürt werden. Bei Oszilloskopen der Vorgeräte-Generation, mit denen man FlexRay, CAN und LIN ausmessen konnte, waren vor allem eine Dekodier-Funktion und eine Protokoll-Triggerung notwendig. Für keinen dieser Busse existierte jedoch eine rigorose Prüfvorschrift für die Signalverhältnisse auf der physikalischen Ebene. Ganz anders sieht das bei der BroadR-Reach-Variante des Ethernet-Bus aus: Hier wurden auch die Testbedingungen und die Messart einschließlich der Gerätetypen festgelegt, um Konformitätsprüfungen auf der physikalischen Ebene durchführen zu können.

Wichtige Eigenschaften von BroadR-Reach-Ethernet

Hinter BroadR-Reach steht die OPEN Alliance, zu der etwa Broadcom, NXP, Freescale, Harman, BMW, Hyundai und andere Unternehmen gehören. Das Akronym „OPEN“ steht dabei für „One Pair EtherNet“. Um die Kompatibilität zum klassischen Ethernet-Bus sicherzustellen, werden die Standards 10BASE-T, 100BASE-TX und 100BASE-T unterstützt. Ferner ist die Abschluss-Impedanz von 100 Ohm gleich, ebenso die Datenraten und die volle Duplex-Kommunikation. Zudem lässt sich auch das gleiche Stecker-System RJ-45 für den Anschluss einer Fahrzeug-Komponente nutzen. Da ab Layer 2 bis inkl. Layer 7 des OSI-Modells die Ethernet-Standard-Bedingungen herrschen, bedeutet dies, dass sich normale Ethernet-Geräte an die BroadR-Reach-Technologie adaptieren und so auch im Automobil nutzen lassen.

Auf dem Layer 1, der physikalischen Ebene (PHY), gibt es allerdings Unterschiede. Der Offensichtlichste ist, dass BroadR-Reach für die Verbindung ein einzelnes verdrilltes, ungeschirmtes und differenziell beaufschlagtes Signal-Leitungspaar verwendet. Das steht im Kontrast zu dem im 10BASE-T-Standard verwendeten Kabel, das typischerweise aus zwei geschirmten, verdrillten differenziellen Signal-Leitungspaaren besteht. Die Kabelreduktion bei BroadR-Reach führt nach Angaben der OPEN Alliance dazu, dass sich das Kabelgewicht um ca. 30 % reduziert und die Kosten für die Verbindungen um ca. 80 %, verglichen mit einem Standard-Ethernet-Kabel, was zu erheblichen Einsparungen bei den Herstellern führt.