과거와 미래의 연결고리 ‘차량용 이더넷’과 측정 기술

변화하는 차량 내 통신 요구 사항

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최초의 자동차는 내연기관과 기계장치로 구성된 이동 수단이었습니다. 현대의 자동차에는 모터 제어를 위한 파워트레인 네트워크, 에어백이나 도어 컨트롤 등을 위한 바디·안전 네트워크, 인포테인먼트 분야를 제어하는 네트워크 등이 사용되고 있습니다. 이를 지원하기 위해 CAN(Controller Area Network), LIN(Loacal Interconnect Network), 플렉스레이(FlexRay), MOST(Media Oriented Systems Transport)와 같은 다양한 통신 방식이 차량에 적용되었습니다.

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오토모티브 이더넷

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최근 자동차에는 안전과 편의성을 제공하기 위해 내비게이션 시스템을 비롯하여 어댑티브 크루즈 컨트롤(Adaptive Cruise Control)과 같은 다양한 운전자 보조 시스템(ADAS) 등의 기능을 지원하고 있습니다. 첨단 기술을 지원하는 다양한 센서를 제어하기 위해서는 빠르고 안전한 데이터 전송 기술이 필요합니다. 이를 위해 데이터 전송을 목적으로 이미 검증된 이더넷 기술에 기반해, 자동차에 적합하게 변형된 오토모티브 이더넷 기술이 개발되었습니다. 오토모티브 이더넷은 자동차의 버스 시스템(차량 내 컴포넌트)을 연결하여 빠르고 효율적인 데이터 통신을 지원합니다.

그러나 여전히 CAN, LIN 등 기존 차량 내 네트워크들은 낮은 비용, 오랜 기간 검증된 신뢰성, 기타 여러 애플리케이션을 지원하는 등 충분히 다양한 강점을 가지기에, 현재의 오토모티브 이더넷은 완전한 대체가 아닌 높은 대역폭이 요구되는 부분을 적절히 보완하고 있습니다.

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오토모티브 이더넷의 장점

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오토모티브 이더넷의 장점은 매우 명확합니다. 기존에 사용되던 CAN 통신 대비 월등한 데이터 전송 대역폭을 지원하고, 양방향 통신이 가능해 실시간으로 동작해야 하는 센서 등에 폭넓게 활용할 수 있습니다.

또한, 패킷 교환 방식을 사용하도록 개발되어 여러 기기 간 데이터 전송을 지원하며, 스위치를 추가해 네트워크를 손쉽게 확장할 수 있습니다. 이를 바탕으로 다양한 애플리케이션을 유연하게 지원합니다. 향후 더욱 높아질 요구사항에 대해서도 폭 넓은 확장성을 보장하며, 기존의 무거운 케이블을 이더넷 케이블로 대체함으로써 차량의 경량화도 가능합니다.

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로데슈바르즈 측정 솔루션

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로데슈바르즈는 오토모티브 이더넷 표준에 따라 IEEE 802.3cg(10Base-T1S), IEEE 802.3bw(100Base-T1), IEEE 802.3bp(1000Base-T1), IEEE 802.3ch(2.5/5/10GBASE-T1)의 완전한 이더넷 컴플라이언스 테스트 솔루션을 비롯하여 오토모티브 이더넷 버스 분석(100/1000Base-T1 Serial Decode), EMI 디버깅 측정을 지원합니다.

오토모티브 이더넷 측정을 위한 디지털 오실로스코프

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로데슈바르즈 디지털 오실로스코프 시리즈는 50 MHz ~ 16 GHz 대역폭, 최대 40 Gsa/s 샘플링 레이트를 지원하고 있습니다. 더 빠른 데이터 전송 속도를 요구하는 오토모티브 이더넷의 특성을 만족하며, 빠르게 변화하는 신호를 쉽게 획득하고 분석하기 위해 초당 100만 wfms/s에 이르는 빠른 업데이트 속도, 저장된 파형을 재생할 수 있는 히스토리 기능, 진보된 FFT(Fast Fourier Transform) 기술을 채용해 시간 영역(Time Domain)에서 동작하는 오실로스코프를 주파수 영역(Frequency Domain)까지 확장해 EMI(Electro Magnetic Interference) 신호 분석까지 지원하고 있습니다.

1) 오실로스코프를 이용한 컴플라이언스 측정 : 드룹(Droop), 송신기 왜곡(Transmitter Distortion), 송신기 타이밍 지터(Transmitter Timing Jitter), 송신기 전력 스펙트럼 밀도 & 피크 차동 출력(Transmitter Power Spectral Density & Peak Differential Output) 측정과 디바이스에 대한 반사 손실(Return Loss) 측정을 지원합니다.

R&S 오토모티브 이더넷 측정 솔루션

 

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2) 오토모티브 이더넷 버스(Bus) 측정 : 반응(Wake-up) 신호와 같은 실시간 스트림 분석을 위한 100/1000Base-T1 신호에 대한 프로토콜 디코딩 기능을 지원합니다.

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오토모티브 이더넷 프로토콜 디코딩

 

 

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3) EMI 디버깅 : 차량에 점점 더 많은 전자 장비들이 집적되면서, 전자 기기 간 발생하는 간섭이 더욱 문제될 수 있습니다. 특히, 66.7 MHz 클럭을 사용하는 100Base-T1, 125 MHz 클럭을 사용하는 1000Base-T1은 FM, DAB, TV 주파수에 의한 간섭이 있을 수도 있습니다. 로데슈바르즈의 오실로스코프는 100/1000Base-T1에 대한 프로토콜 디코딩과 EMI 디버깅 솔루션을 동시에 지원합니다.

 

오토모티브 이더넷 프로토콜 & EMI 디버깅

 

 

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작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223074153594

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== 오토모티브 이더넷 시리즈 게시물 ==

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차량용 이더넷에 대한 10Base-T1S 인터페이스 검증

 

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