汽車行業正在迅速發展，最新車型都具有無與倫比的創新特征。可以和車輛、路邊基礎設施、互聯網以及高度先進的車載信息娛樂系統進行相互通信。汽車還配備了基于傳感器的安全系統，幾乎可以通過該傳感器來消除碰撞，可以顯著提高交通安全。而且我們還在更一步發展，那就是可以處理所有駕駛任務的全自動車輛即將在市場上銷售。大多數的這些新功能和應用都需要依賴昂貴且復雜的布線和需要較大帶寬的電子設備。這將會是增加汽車價格和重量的關鍵因素。

為了解決這個問題，新制定的BroadR-Reach?100 Mbit/s汽車以太網規范試試圖優化車內布線，在單根非屏蔽雙絞銅線上基于100Mbit/s運行。基于BroadR-Reach規范的車載通信網絡將顯著降低所需布線的成本和重量。測試BroadR-Reach以太網設備對驗證其質量，功能和性能至關重要。虹科的供應商XENA專門為車載以太網平臺提供的一款以太網測試解決方案，針對車聯網中的TC8, TC11和TSN等測試內容進行了整合開發，為客戶提供一套完善的測試解決方案。

汽車以太網測試要求

測試以太網系統需要確保正確的功能和質量。BroadR-Reach汽車以太網解決方案當然也適用于開發和部署。BroadR-Reach解決 方案包括芯片，ECU和汽車開關等子系統，以及最終完全組裝的汽車。測試將包括功能性以太網測試和以太網性能測試。

功能以太網測試可以涵蓋許多項目，取決于待測設備（DUT）和應用程序。當DUT是汽車開關時，開發和QA驗證期間的功能以太 網實驗室測試通常包括：

• 使用單播，多播和廣播幀進行測試；
• MAC地址學習測試；
• VLAN 功能驗證：①使用不帶標簽的幀進行測試，使用帶有一個VLAN標簽的幀和帶有雙標簽的幀；②使用不同的VLAN優先級進行測試；
• 壓力測試：①高流量負載測試；②測試不同的報文尺寸，包括尺寸過小和尺寸過大的報文；③使用不同的IFG設置進行測試；

在開發和QA驗證期間對DUT進行基本的以太網性能測試包括驗證：

• 吞吐量 - 可以通過DUT傳輸的最大數據速率
• 延遲 - 通過DUT傳輸數據所需的時間（也稱為幀傳輸延遲）
• 幀丟失 - 在通過DUT傳輸數據期間數據幀丟失
• 抖動 - 傳輸數據包延遲的變化（也稱為幀延遲變化）

通常根據IETF（互聯網工程任務組）RFC 2544基于網絡互連設備的基準測試方法來完成測試，該方法規定了吞吐量，等待時間和幀丟失測試。大多數以太網測試儀還在其RFC2544測試套件中包含抖動測試。汽車以太網包括第2層交換機，為了驗證這些交換機的正確功能，除了RFC 2544之外，IETF還定義了RFC 2889局域網交換設備基 準測試方法。RFC 2889提供了一種交換設備基準測試方法，轉發性能，擁塞控制，延遲加地址處理和過濾。具有BroadR-Reach功能的汽車以太網交換機上的上行鏈路端口通常采用1千兆位/秒以太網光端口或電端口。這些端口還需要進行測試，以充分驗證交換機的功能。

為什么選擇Xena Automotive？

系統架構圖

Xena Automotive將使用的是Valkyrie系列的產品硬件，在此硬件基礎上集成了針對車載以太網的測試功能。ValkyrieManager是根據OPEN Alliance所定制的TC8和TC11等一系列測試標準所開發的一款Windows桌面應用，該應用能夠幫助用戶在OPEN聯盟所制定的指導的測試內容中設置測試，以及進行自動化測試。

Automotive支持車載以太網中的BroadR-Reach接口要求，包括物理端口設置的Master/Slave模式。包括并不限于以下測試內容：

• BroadR-Reach網絡壓力測試：針對延時生成較高數據率、測量誤差率、鏈路層測試、鏈路狀態、CRC錯誤、丟包率、報文排序錯誤、延遲抖動、汽車以太網與現有總線系統的共存、汽車以太網TCP/IP協議運行、對各種應用及其服務質量的支持、網絡流量負載EMC測試；
• 數據處理能力測試：交換性能控制測試：動態流量支持、改變速率和幀尺寸、動態控制流量屬性；交換性能測試：四種延遲模式、延遲偏差（抖動）、到達間隔時間、序列檢驗、錯向封包、封包丟失持續時間、丟包率；

BroadR-Reach：OPEN Alliance BroadR-Reach（OABR）規范定義了一個單一的雙絞線100Mbit/s 和接口。OABR將降低車載網絡的成本和重量，因為只使用一根線。信號均在雙 絞線上發送。

BroadR-Reach規范的目標是：

• 通過一對非屏蔽雙絞線（UTP）或更好的電纜提供支持100 Mbit / s全雙工操 作的PHY。
• 提供與MII（IEEE 802.3第22條）和IEEE 802.3 MAC在100 Mb / s下運行的兼容性。
• 標稱通道上的誤碼率小于或等于1e-10（通過一對UTP電纜）。

IEEE在2015年10月的IEEE 802.3bw-2015第96條中將BroadR-Reach規范等效為100BASE-T1。IEEE還在IEEE P802.3bp 1000BASE-T1 PHY工作組中研究了更高速的汽車以太網。該工作小組將1千兆位汽車以太網定義為雙絞線千兆以太網（RTPGE），現在已經完成 了IEEE 802.3bp標準，通過單根雙絞線銅纜實現1千兆位/秒的運行。IEEE 802.3bp于2016年6月獲得批準。

TC8&TC11：

OPEN Alliance是有許多汽車OEM，TIER1廠商和芯片制造商等組成的標準化聯盟。OPEN聯盟的許多技術委員會都在編寫相關技術 標準，以確保汽車以太網的互操作性和兼容性。而在技術委員會8（TC8）起草了“汽車以太網ECU測試規范”，這些技術規范文件 應確保互操作性和與現有ECU標準的一致性。而技術委員會11（TC11）則起草了汽車以太網的測試案例集合。XENA的 Automotive產品則根據這兩個測試標準開發了一款簡單易用的自動化測試套件Automotive TC，以滿足汽車生產與汽車研發廠商的測試需求。

TSN時間同步測試：

BroadR-Reach TC8&TC11 2016年后OPEN Alliance認為AVB技術應該不僅僅只是應用在音頻文件中，AVB技術也可以應用到工業和汽車以太網當中。根據原有的AVB技術標準，進一步研發了第2代AVB技術—時間敏感性網絡（TSN）技術，同時將AVB工作組更名為時間敏感性網絡 （TSN）工作組，以滿足：

• 支持更多數據格式—除音頻視頻外，增加更多數據格式，新增控制數據 ；
• 通過各種級別的冗余來實現極低的丟包率
• 實現工程網絡中理論上極低的時延
• 通過非工程網絡中的較低時延實現更好性能

TSN的使用標志著汽車以太網將取代包含CAN總線在內的總線技術，實現汽車以太網技術的全覆蓋。

TSN時間敏感相關案例及遵循標準

• 定時和同步的魯棒性測試：追蹤各網元設備的主/從時鐘同步速率、時鐘保持穩定性和漂移量 ——802.1AS –Timing and Synchronization
• 幀復制和可靠性消除測試：測試網絡系統應對重復數據包的過濾規則執行效率及性能開銷——802.1CB –Frame Replication and Elimination for Reliability
• 流過濾和管理：測試網絡系統對混合多種網絡優先級的多流數據處理能力——802.1Qci –Per-Stream Filtering and Policing
• 增強的計劃流功能測試：驗證高優先級的數據流是否優先處理交付——802.1Qbv –Enhancements for Scheduled Traffic
• 幀搶占/802.1BR：測試在搶占機制下的流量轉發效率及帶來的性能開銷評估——802.1Qbu –Frame preemption /802.1.BR –Bridge Port Extension

虹科是一家在汽車電子，特別是汽車總線行業經驗超過10年的高科技公司，虹科與全球頂尖公司技術合作，提供領域內頂尖水平的CAN FD/CAN/LIN/TSN仿真分析工具，低成本的汽車數采和記錄方案。虹科自主研發的EOL測試軟硬件系統已經在業內完成多次安裝和測試，虹科工程師均受過國內外專業培訓，并獲得專業資格認證，可靠優質的技術經驗和水平一致贏得客戶極好口碑。
此外，我們積極參與行業協會的工作，為推廣先進技術的普及做出了重要貢獻。至今，全國領域內主機廠以及零部件廠家和供應商等客戶已達2600多家，虹科成為汽車行業內知名的技術方案供應商。