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作者：德州儀器 Jim Catt

由原始設備制造商（OEM）及一流車企采用和改造以太網的工作在若干年前就已經開始了。電氣電子工程師協會（IEEE）802.3標準針對汽車應用作出的修訂包括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汽車的更多要求和功能納入其中，包括呈現爆炸式增長的車載信息娛樂系統、高級駕駛員輔助系統、車載診斷系統以及汽車-外界互聯技術（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絡，它們也稱為媒體依賴型接口（MDI）。汽車獨有PHY規范的一個關鍵因素是MDI信令，它既可以解決電磁干擾（EMI）/電磁兼容性（EMC）問題，也支持在網絡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，這對于汽車是重要的因素。

減輕重量和降低成本并非聯網汽車的唯一優勢。以太網有助于形成交換網絡，從而實現其他共享總線拓撲結構（控制器局域網，本地互聯網絡，FlexRay和面向媒體的系統傳輸）所不具備的更高帶寬和更高數據速率。

在車載通信系統中采用交換網絡的方法，將帶來許多以前共享總線拓撲所具有的相同的局限，例如可靠性、EMI/EMC、電氣接口規范的合規性與功能符合性。上述最后兩個項目會影響與其他接入網絡的設備的互操作性。網絡連接車載傳感器的數量越來越多，這些傳感器可能來自不同的供應商，每個傳感器可能使用不同的PHY（見圖1）。

在早期，幾位汽車業人士意識到需要建立正式合作才能解決EMC/EMI和互操作性問題。單對以太網（OPEN）聯盟（OA）特別興趣小組（SIG）成立于2011年，現已有300多位成員，包括OEM、供應商和技術提供商。OA不僅指導了開發面向汽車的以太網標準的修訂，而且還制定了面向PHY的合規性測試規范，用于確保來自各供應商的不同元件的閾值功能和性能，從而實現汽車業所需的必要系統集成可靠性和簡便性。

圖 1：分布式車載傳感器網絡

OA制定的PHY合規性測試規范包含三個主要方面：EMC/EMI性能、功能和IEEE標準電氣合規性及不同廠商的PHY之間的互操作性。具體的測試規范有：

• 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.

上述統稱為100base-T1 PHY互操作性與合規性測試，這些測試規范由OA技術委員會1（TC1）制定。它們共同構成了技術供應商必須通過的主要合規性測試，展示了標準要求的閾值功能和性能。它們還給予OEM和供應商比較PHY的工具。

TC1委任三家獨立實驗室為行業提供測試服務，每一家負責PHY合規性測試規范的一個主要方面。作為OA的成員，TI參與了測試。例如，TI的DP83TC811R-Q1和DP83TC811S-Q1均成功通過三家實驗室執行的各個合規性測試，其中包括互操作性。互操作性測試評估在各種操作情境下，被測設備（DUT）與其他鏈接合作伙伴（LP）設備的兼容性，其中DUT可能在系統中充當主設備或從設備。

被測試的功能包括：

• 在各種條件下以最短所需時間鏈接多個LP的能力，例如：

• 在硬或軟重置DUT或LP后。

• 在進入睡眠后和喚醒后。

• 溫度。

• 電纜長度。

• 注入噪聲。

• 極化。

• 一旦建立鏈接后保持鏈接。

• 由幀損失指標確定鏈接完好性（循環冗余校驗[CRC]誤差，無效數據包大小）。

• 可靠指示有效鏈接配置的鏈接狀態，從而確保不會觸發無效配置的錯誤鏈接指示。

• 如信號質量指示和線纜診斷等功能集（近端/遠端，短/開放）。

成功通過獨立的互操作性測試以及EMI/EMC與PHY功能測試，證明DP83TC811R-Q1和DP83TC811S-Q1是用于100base-T1（IEEE 802.3bw，BroadR-Reach）網絡的完全合格的美國汽車電子委員會（AEC）Q-100 PHY。這些設備完全受評估模塊、輸入/輸出緩沖器信息規范（IBIS）模型及軟件驅動程序的支持。

其他資源

• 查看汽車聯網技術的發展白皮書。

• 了解更多關于TI以太網PHY及其他汽車接口解決方案產品組合的信息。

原文鏈接：

https://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2018/05/02/importance-of-automotive-ethernet-standards