如何克服车载网络物理层测试挑战
白皮书
引言
汽车行业的电气和电子（EE）架构正在持续演进，以支持日益复杂的应用需求，这其中就包括了对基于传感器的驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶（AD）的支持。汽车内部及周身显示技术日新月异，包括高分辨率仪表板、侧视镜面板，以及可与消费电子设备服务相媲美的信息娱乐视听选件。
包含摄像头、激光雷达和雷达在内的多种传感器都可以捕获高分辨率数据，这些数据可以传输或与其他传感器数据汇总，供 ADAS/AD 应用进一步处理。至于环视摄像头系统，多个摄像头也可以向车内显示器输出视频。
这些应用需求决定了对电气和电子架构的选择，人们需要考虑传感器总数和传输数据所需的带宽等。汽车制造商在选择架构时必须考虑几个因素，包括电缆线束的复杂性和重量，如何跨功能复用传感器数据，以及一级原始设备制造商（OEM）的生态系统是否能够在车辆的生产生命周期内提供可互操作的设备。
这些应用需求对车载网络（IVN）提出了更高的吞吐量通信链路要求。通信链路必须支持比封闭链路更高的数据速率。目前的专有系统可以满足这些需求。虽然 OEM 可以任意实施最适合其市场差异化和成本目标的架构，但很明显，封闭的专有通信链接可能会阻碍他们实现这一愿景。
由来自不同供应商的传感器和电子控制单元（ECU）组成的供应链可以更好地为原始设备制造商服务，以确保各个原始设备制造商的产品之间能够彼此联通并实现预期功能。当供应商使用标准化的通信链路并使用业经验证的实施方法（MOI）进行测试时，互操作性便可能实现。标准化车载通信链路的出现，如汽车串行器/解串器（SerDes）和汽车以太网，使这一愿景成为了可能。
更高数据速率的含义
应用需求决定了需要选择何种车辆 EE 架构。所选的架构需要对所用通信链路的性能要求最低。例如，特定分区架构只需满足其相应车载通信网络所要求的最小比特率。重点是人们要考虑到连接的多个传感器需要将原始的高分辨率数据发送到分区 ECU。图 1 说明了将各个传感器聚合到单个链路上以减少电缆重量和成本会催生更高的吞吐量要求。
传统 NRZ 通信
传统的不归零（NRZ）通信在两个电压之间调制信号以表示逻辑上的 1 或 0。当应用要求将比特率加倍时，可以通过将 NRZ 信号的基本工作频率加倍来实现。
虽然这很容易解决数据吞吐量问题，但从信号完整性和数据保真度的角度来看，另外一些问题的产生在所难免。数据传输的单位间隔或位周期减半，这会导致给定（固定）时间干扰源（称为抖动）会引起双倍水平眼图闭合。
接收电路在其边界条件下工作，在输入端需要一个数据有效窗口，该窗口必须开得足够大，以接收具有一定容差率的数据。许多消费电子标准通过限制传输信号上的抖动量来解决这个问题。这项技术带来了定义良好的测试方法，明确了哪些类型的抖动比较重要及最大允许数量，以及如何在测量仪器中模拟接收机的滤波器响应。当标准委员会明确定义了测试需求和实施方法，解决方案的部署就会在经过认证的测试实验室或完成预遵从测量的测试台上进行。
测试失败的早期指示可以帮助测试人员进行早期修复，从而降低产品成本并缩短产品发布周期。当使用抖动时，其他参数也可以在物理介质附件（PMA）上测量，如峰值输出电压、垂直眼图张开度或转换率。各个行业已经证明了这种类型测试的重要性，这就对多收发机级别的测试提出了一致性要求。
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