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羅德與施瓦茨公司和TSN Systems公司為車載以太網(wǎng)提供納秒級精度延時測量方案

2020-10-23 08:55:27·  來源：北匯信息  
　
隨著毫米波雷達、激光雷達和攝像頭等傳感器的大量出現(xiàn)，并要求海量的傳感器數(shù)據(jù)在幾毫秒內(nèi)傳輸完成并處理，使得網(wǎng)絡延遲問題變得越發(fā)重要。測試和測量的專家Rohd
隨著毫米波雷達、激光雷達和攝像頭等傳感器的大量出現(xiàn)，并要求海量的傳感器數(shù)據(jù)在幾毫秒內(nèi)傳輸完成并處理，使得網(wǎng)絡延遲問題變得越發(fā)重要。測試和測量的專家Rohde&Schwarz（以下簡稱R&S）與時間敏感網(wǎng)絡專家TSN Systems合作，成功在車內(nèi)使用車載以太網(wǎng)100base-T1場景下，提供精確時間測量。
 
圖1 測試方案
● 高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的實現(xiàn)需要高帶寬、低延時的通信。滿足這些需求的車載以太網(wǎng)正成為事實上的解決方案，即提供更高數(shù)據(jù)速率的同時，具有時間敏感網(wǎng)絡能力。
● R&S和TSN Systems一起，為需要在車內(nèi)網(wǎng)絡進行精確時間測量，使得網(wǎng)絡1-3層達到納秒級精度的工程師，提供全面的測試解決方案；在本次合作中，R&S在R&S RTO的基礎上提供可裁剪的示波器解決方案，而TSN Systems提供TSN Box作為網(wǎng)絡的硬件接口以及TSN Tools作為測量、分析的軟件。
● 測試中，對由TSN Box 3.0組成的系統(tǒng)通訊鏈路100base-T1 進行監(jiān)測，系統(tǒng)包含Talker、Listener和TAP 三種角色配置。其中配置為TAP角色的TSN Box可向上位機的TSN Tools提供測量數(shù)據(jù)，并引入大約1.5μs ±10 ns的延時。同時，通過在物理層使用包含R&S RTx-K35總線測量統(tǒng)計選件的R&S RTO示波器，一起來測量并驗證這一時間精度，測得結(jié)果為1.5μs ±10.2 ns。另外，在IEEE 802.1Qbv測試中，由TSN Box作為Talker仿真的500μs周期的Qbv流會產(chǎn)生8-20ns的抖動，同樣得到了TSN Tools和R&S RTO的驗證。
 
圖2 TSN Box 3.0
 
圖3 TSN Tools軟件
 
TSN Tools｜TSN Box
TSN Tools和TSN Box結(jié)合提供了許多功能，旨在從時間敏感角度來測量和驗證車載以太網(wǎng)。使用具備精確接口的TSN Box作為節(jié)點來進行鏈路連接，同時在PC端使用TSN Tools對數(shù)據(jù)進行可視化和深度細節(jié)分析。通過配置，TSN Box可作為具備納秒級精度的Talker或Listener使用；也可以作為TAP使用。作為TAP使用時，TSN Box可以將采集數(shù)據(jù)的時間與網(wǎng)內(nèi)master進行透明同步，而不增加任何額外的消息，這為需要在負載時間戳和TAP采樣時間之間進行關聯(lián)的應用提供了保障。
 
圖4 R&S RTO2064 示波器
 
R&S｜示波器及測試夾具
具備了R&S RTx-K35軟件選件的R&S RTO示波器可提供高精度延遲測量功能。比如長時間檢測兩個設備間的通信，并且提供報文錯誤率及幀定時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。通過連接R&S RT-ZF7測試夾具，以便在示波器中對設備發(fā)送和接收的雙向數(shù)據(jù)進行完全監(jiān)控。
 
圖5 R&S RTx-K35軟件選件
圖6 R&S RT-ZF7測試夾具
各種類型車載網(wǎng)絡的精確時間測量
與適合的解譯選件結(jié)合，每一幀100base-T1時間數(shù)據(jù)都能被測量記錄，工程師也能獲得完整的總線錯誤統(tǒng)計數(shù)據(jù)，比如幀錯誤率和連續(xù)錯誤率。同時，對于其他車載串行總線比如車載以太網(wǎng)、CAN、CAN-FD、LIN、I2C等，也可以進行精確時間測量。
 
Dr. Nik Dimitrakopoulos
R&S汽車市場部門經(jīng)理Dr. Nik Dimitrakopoulos評論說，“我們的產(chǎn)品組合主要專注于汽車工業(yè)。通過在示波器系列產(chǎn)品中增加R&S RTx-K35 選件，使得以多種汽車通信標準進行精確時間測量變?yōu)榭赡堋Ｎ覀兒軜s幸能協(xié)助TSN Systems公司為TSN Box 3.0設備提供時間信息的驗證。”
 
Jürgen Scheuring
TSN Systems總經(jīng)理Jürgen Scheuring說，“下一代E/E架構(gòu)中時間敏感通信的需求，使得OEM和Tier 1中的許多測試和驗證團隊面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。我們很高興能與R&S合作，并從他們行業(yè)領先的物理層分析產(chǎn)品和專家級的時間敏感網(wǎng)絡知識中受益。“
 
北匯信息
北匯信息作為R&S的合作伙伴，基于R&S儀器，能夠提供TSN網(wǎng)絡性能測試及驗證服務，此外提供C-V2X測試、T-Box測試、導航測試、車載影音娛樂測試、Bluetooth & Wi-Fi測試、智能遙控鑰匙和胎壓監(jiān)測、汽車雷達測試等多種射頻相關應用場景仿真測試解決方案和系統(tǒng)集成。
 
北匯信息還是TSN Systems在中國的獨家合作伙伴，借助TSN Systems公司專業(yè)的TSN網(wǎng)絡設備及分析軟件，能夠為下一代E/E架構(gòu)中時間敏感網(wǎng)絡提供系統(tǒng)級測試解決方案，包括系統(tǒng)設計測試、系統(tǒng)性能測試以及系統(tǒng)魯棒性測試等。此外還提供TSN技術Workshop，其中對TSN協(xié)議族內(nèi)各個子協(xié)議的解讀、行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢分析、根據(jù)應用場景提出TSN網(wǎng)絡架構(gòu)解決方案等內(nèi)容，將有效地幫助客戶迎接下一代E/E架構(gòu)中時間敏感網(wǎng)絡帶來的挑戰(zhàn)。
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