由原始設(shè)備制造商(OEM)及一流車企采用和改造以太網(wǎng)的工作在若干年前就已經(jīng)開(kāi)始了。電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.3標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)汽車應(yīng)用作出的修訂包括IEEE 802.3bw(100BASE-T1，100Mbps，銅纜)及IEEE 802.3bp(1000BASE-T1，1Gbps，銅纜)。

由于這些修訂將針對(duì)汽車的更多要求和功能納入其中，包括呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)的車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)、車載診斷系統(tǒng)以及汽車-外界互聯(lián)技術(shù)(5G，V2X)，因此具有非常重要的意義。

修訂主要解決了物理層(PHY)的需要。涉及到的PHY接口包括電氣接口和網(wǎng)絡(luò)，它們也稱為媒體依賴型接口(MDI)。汽車獨(dú)有PHY規(guī)范的一個(gè)關(guān)鍵因素是MDI信令，它既可以解決電磁干擾(EMI)/電磁兼容性(EMC)問(wèn)題，也支持在網(wǎng)絡(luò)中使用非屏蔽的單雙絞線電纜。這減少了接線的重量和成本，這對(duì)于汽車是重要的因素。

減輕重量和降低成本并非聯(lián)網(wǎng)汽車的唯一優(yōu)勢(shì)。以太網(wǎng)有助于形成交換網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)其他共享總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(控制器局域網(wǎng)，本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)lexRay和面向媒體的系統(tǒng)傳輸)所不具備的更高帶寬和更高數(shù)據(jù)速率。

在車載通信系統(tǒng)中采用交換網(wǎng)絡(luò)的方法，將帶來(lái)許多以前共享總線拓?fù)渌哂械南嗤木窒?，例如可靠性、EMI/EMC、電氣接口規(guī)范的合規(guī)性與功能符合性。上述最后兩個(gè)項(xiàng)目會(huì)影響與其他接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的互操作性。網(wǎng)絡(luò)連接車載傳感器的數(shù)量越來(lái)越多，這些傳感器可能來(lái)自不同的供應(yīng)商，每個(gè)傳感器可能使用不同的PHY(見(jiàn)圖1)。

圖 1：分布式車載傳感器網(wǎng)絡(luò)

在早期，幾位汽車業(yè)人士意識(shí)到需要建立正式合作才能解決EMC/EMI和互操作性問(wèn)題。單對(duì)以太網(wǎng)(OPEN)聯(lián)盟(OA)特別興趣小組(SIG)成立于2011年，現(xiàn)已有300多位成員，包括OEM、供應(yīng)商和技術(shù)提供商。OA不僅指導(dǎo)了開(kāi)發(fā)面向汽車的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂，而且還制定了面向PHY的合規(guī)性測(cè)試規(guī)范，用于確保來(lái)自各供應(yīng)商的不同元件的閾值功能和性能，從而實(shí)現(xiàn)汽車業(yè)所需的必要系統(tǒng)集成可靠性和簡(jiǎn)便性。

OA制定的PHY合規(guī)性測(cè)試規(guī)范包含三個(gè)主要方面：EMC/EMI性能、功能和IEEE標(biāo)準(zhǔn)電氣合規(guī)性及不同廠商的PHY之間的互操作性。具體的測(cè)試規(guī)范有：

>100BASE-T1 EMC Test Specification for Transceivers.

>BroadR-Reach Physical Media Attachment Test Suite

>BroadR-Reach PHY Control Test Suite

>BroadR-Reach Physical Coding Sublayer Test Suite.

>100BASE-T1 Interoperability Test Suite.

上述統(tǒng)稱為100BASE-T1 PHY互操作性與合規(guī)性測(cè)試，這些測(cè)試規(guī)范由OA技術(shù)委員會(huì)1(TC1)制定。它們共同構(gòu)成了技術(shù)供應(yīng)商必須通過(guò)的主要合規(guī)性測(cè)試，展示了標(biāo)準(zhǔn)要求的閾值功能和性能。它們還給予OEM和供應(yīng)商比較PHY的工具。

TC1委任三家獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室為行業(yè)提供測(cè)試服務(wù)，每一家負(fù)責(zé)PHY合規(guī)性測(cè)試規(guī)范的一個(gè)主要方面。作為OA的成員，TI參與了測(cè)試。例如，TI的DP83TC811R-Q1和DP83TC811S-Q1均成功通過(guò)三家實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行的各個(gè)合規(guī)性測(cè)試，其中包括互操作性。互操作性測(cè)試評(píng)估在各種操作情境下，被測(cè)設(shè)備(DUT)與其他鏈接合作伙伴(LP)設(shè)備的兼容性，其中DUT可能在系統(tǒng)中充當(dāng)主設(shè)備或從設(shè)備。

被測(cè)試的功能包括：

●在各種條件下以最短所需時(shí)間鏈接多個(gè)LP的能力，例如：

●在硬或軟重置DUT或LP后。

●在進(jìn)入睡眠后和喚醒后。

●溫度。

●電纜長(zhǎng)度。

●注入噪聲。

●極化。

●一旦建立鏈接后保持鏈接。

●由幀損失指標(biāo)確定鏈接完好性(循環(huán)冗余校驗(yàn)[CRC]誤差，無(wú)效數(shù)據(jù)包大小)。

●可靠指示有效鏈接配置的鏈接狀態(tài)，從而確保不會(huì)觸發(fā)無(wú)效配置的錯(cuò)誤鏈接指示。

●如信號(hào)質(zhì)量指示和線纜診斷等功能集(近端/遠(yuǎn)端，短/開(kāi)放)。

成功通過(guò)獨(dú)立的互操作性測(cè)試以及EMI/EMC與PHY功能測(cè)試，證明DP83TC811R-Q1和DP83TC811S-Q1是用于100BASE-T1(IEEE 802.3bw，BroadR-Reach)網(wǎng)絡(luò)的完全合格的美國(guó)汽車電子委員會(huì)(AEC)Q-100 PHY。這些設(shè)備完全受評(píng)估模塊、輸入/輸出緩沖器信息規(guī)范(IBIS)模型及軟件驅(qū)動(dòng)程序的支持。

作者：德州儀器Jim Catt