TC2 100BASE-T1信道基本概念及連接器級(jí)別測(cè)試解讀（上篇）

TC2 IEEE 100BASE-T1通信信道的定義，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)C2，TC2作為車(chē)載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)分支，旨在在啟用以太網(wǎng)的電子控制單元之間定義確定性和穩(wěn)健的傳輸通道。指定共模扼流圈（CMC）、電纜、連接器和線(xiàn)束制造的要求。

當(dāng)今，汽車(chē)時(shí)代在汽車(chē)“新四化”的強(qiáng)烈驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)外OEM都已全面踏入以太網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，為了提升數(shù)據(jù)傳輸吞吐量及低延時(shí)性，提高駕駛安全性可靠性，這不僅僅依賴(lài)于控制器本身的穩(wěn)定性能和安全性能，控制器之間的通信鏈路的安全性和穩(wěn)定性也十分重要。

文章的上篇將對(duì)于TC2的基本定義和要求進(jìn)行解讀。

一、使用范圍

TC2 IEEE 100 BASE -T1旨在提出如圖1-1所示的物理層通信信道的一般射頻要求，以便在汽車(chē)以太網(wǎng)應(yīng)用中使用非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)電纜實(shí)現(xiàn)100BASE-T1技術(shù)。這些要求與通信信道的信號(hào)完整性和EMC表現(xiàn)相關(guān)。

圖1-1 通信信道的概念

TC2定義了兩個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的完整通信信道以及作為該通信信道單個(gè)部分的電纜和連接器要測(cè)試的各種參數(shù)。它包含測(cè)試程序，測(cè)試設(shè)置和限制以及應(yīng)使用作為評(píng)估完整鏈路段和評(píng)估使用類(lèi)型的電纜和連接器的標(biāo)準(zhǔn)化常見(jiàn)規(guī)模。

通信信道的一些功能參數(shù)是必需的參數(shù)。除非客戶(hù)(OEM)另有規(guī)定，否則還需要對(duì)其他功能和EMC相關(guān)參數(shù)進(jìn)行限制?？蛻?hù)還定義用于使用此測(cè)試規(guī)范評(píng)估通信信道參數(shù)的特殊測(cè)試設(shè)置。測(cè)試線(xiàn)束可以由客戶(hù)指定，用于評(píng)估或比較設(shè)置通信信道配置的不同解決方案。電纜和連接器的其他要求，如機(jī)械應(yīng)力和氣候應(yīng)力，取決于客戶(hù)的定義，不在TC2的重點(diǎn)討論范圍內(nèi)。

連接器和電纜的其他要求列如機(jī)械力和氣候應(yīng)力取決于客戶(hù)的定義，不是TC2的重點(diǎn)。

二、常規(guī)定義和要求

通常，測(cè)量至少要在操作溫度-40°C, 23°C和105°C，如有特別指定的更高的溫度（例如：125℃）最高溫度必須要額外測(cè)量。根據(jù)規(guī)定的測(cè)試程序，測(cè)量部分降低到23℃的環(huán)境溫度。所有通信信道，導(dǎo)線(xiàn)和連接器的測(cè)量根據(jù)客戶(hù)的要求必須在標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械及環(huán)境應(yīng)力前后執(zhí)行。

對(duì)于通信信道的所有部分，射頻要求依據(jù)以下射頻及S參數(shù)定義。

圖2-1 RF和S-Parameter的定義

原則上S參數(shù)的限制在1 MHz≤ f ≤66 MHz范圍內(nèi)有效。對(duì)于LCL, LCTL, AFEXTDC，AFEXTDS，ANEXTDC and ANEXTDS 限制有效至f = 200 MHz。測(cè)量結(jié)果應(yīng)該在f = 100MHz的頻率下進(jìn)行。

三、通信信道與環(huán)境系統(tǒng)的模型

在TC2中，2個(gè)ECU之間的以太網(wǎng)接口的完整電氣電線(xiàn)連接被定義為全通信信道（WCC）。

圖3-1 通信信道模型

注意：圖示中的Inline連接器數(shù)量?jī)H作為參考。實(shí)際汽車(chē)應(yīng)用中定義可以最多使用4對(duì)Inline。

與Open聯(lián)盟定義相反-在這個(gè)文件中，將線(xiàn)對(duì)板端連接器歸類(lèi)于通信鏈路中。

全通信信道（WCC）的最長(zhǎng)長(zhǎng)度沒(méi)有被定義，它取決于單獨(dú)零部件的特性。通常這些零部件需要被選擇來(lái)滿(mǎn)足汽車(chē)上應(yīng)用的典型的長(zhǎng)度15m和最多4個(gè)Inline連接器的標(biāo)準(zhǔn)。

為了考慮無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)與環(huán)境的電磁相互作用，提出了由獨(dú)立通信信道(SCC)和環(huán)境系統(tǒng)(ES)組成的模型。這種相互作用可以發(fā)生在多Pin連接器或多對(duì)電纜或SCC電纜與線(xiàn)束內(nèi)的其他電纜之間的串?dāng)_。

環(huán)境系統(tǒng)對(duì)于獨(dú)立通信信道(SCC)的反饋可以分為不同的區(qū)域：

多Pin連接器區(qū)域、連接器與電纜連接區(qū)域（電纜未絞合）、連接器與電纜連接區(qū)域（電纜絞合）、線(xiàn)束區(qū)域。

圖3-2 環(huán)境系統(tǒng)與獨(dú)立通信通道之間互動(dòng)的區(qū)域概念

未完待續(xù)…

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的使用配置，全通信信道（WCC）將包含已定義區(qū)域的一個(gè)組合或一個(gè)子集。

為了評(píng)估WCC，它應(yīng)該作為一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試(包括所有區(qū)域)。為分析和優(yōu)化或評(píng)價(jià)單一部分的WCC，可單獨(dú)測(cè)試區(qū)域。

所有測(cè)試需要由一個(gè)矢量網(wǎng)分儀及時(shí)域測(cè)試系統(tǒng)結(jié)合一個(gè)夾具來(lái)完成。矢量網(wǎng)分儀及時(shí)域測(cè)量系統(tǒng)的相關(guān)定義和設(shè)置以及測(cè)試結(jié)果的呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)此處不多做贅述，大家可以在標(biāo)準(zhǔn)中自行參考。

下篇文章我們將重點(diǎn)介紹連接器部分的評(píng)估。

參考文獻(xiàn)：

本文所有插圖數(shù)據(jù)表格均來(lái)自于IEEE 100BASE-T1 Definitions for Communication Channel Version 1.0標(biāo)準(zhǔn)

作者：Amber Zhao

來(lái)源：羅森伯格汽車(chē)電子