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차량용 이더넷에 대한 10Base-T1S 인터페이스 검증

로데슈바르즈_ROHDE_SCHWARZ/측정이야기

by 홍스블루스 2024. 12. 19. 10:02

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10BASE-T1S

10BASE-T1S 이더넷에서는 다양한 센서를 차량용 이더넷 차량 공급 시스템으로 통합할 수 있습니다. 이러한 센서의 기능이 안정적으로 작동하기 위해서는 모든 환경에서 10BASE‑T1S 이더넷을 통한 데이터 전송이 항상 보장되어야 합니다. 그리고, IEEE 802.3cg 규격에 따라 컴플라이언스 테스트에 합격한 10BASE-T1S 이더넷 인터페이스만 차량에 구축할 수 있습니다. 결과적으로, 차량 제조업체와 해당 공급업체는 10BASE-T1S 이더넷 인터페이스 테스트를 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 측정 장비가 필요합니다.

싱글 페어 네트워크 기술이 적용된 차량용 이더넷을 구현하면 차량에서 빠르고 비용 효율적인 데이터 통신이 가능합니다. 이러한 차량용 이더넷을 통해 ECU(Electronic Control Unit), 다양한 센서, 후방 카메라와 기타 장치를 차량 공급 시스템에 통합할 수 있습니다. 새로운 IEEE 10BASE‑T1S 표준에서는 멀티 드롭(Multi-Drop) 구성을 사용해 기기를 차량용 이더넷에 쉽게 통합할 수 있습니다. 100BASE-T1의 스타 토폴로지(Star Topology)와 달리, 추가 스위치가 필요하지 않고 배선도 더 간단합니다. CAN, LIN 등의 차량용 버스 시스템을 10BASE‑T1S로 쉽게 대체될 수 있으며, 다른 버스 시스템을 연결하기 위한 게이트웨이도 필요하지 않습니다. 10BASE-T1S는 싱글 페어 케이블에서 반이 중 모드(Half Duflex)로 통신하며 최대 지원 거리 25m이고, 10 Mbit/s 데이터 전송 속도를 지원합니다. PLCA(Physical Layer Collision Avoidance)가 복수 기기의 동시 전송으로 인한 데이터 충돌을 방지합니다. 인터페이스 검증에 대해서는 IEEE 802.3cg 표준에 컴플라이언스 테스트에 대한 테스트 항목이 지정되어 있습니다.

10Base-T1S 기술적 특징

  • IEEE 802.3cg 규격에 대한 싱글 페어 이더넷
  • 10 Mbps DMC (Differential Manchester Encoding) 사용
  • 멀티 드롭 방식을 지원하는 Half Duplex 신호 전송 : 최대 25m 전송 지원, 8개 이상의 노드 지원
  • PLCA (physical layer collision avoidance) 데이터 충돌 방지 기술 사용
그림1 10BASE-T1S Multi-Drop Topology

 

 

로데슈바르즈 솔루션

R&S RTO 및 R&S RTP 오실로스코프 제품군은 우수한 신호 충실도와 테스트 자동화 기능을 제공하므로 10BASE‑T1S 컴플라이언스 테스트에 적합합니다. 10BASE-T1S 이더넷 컴플라이언스 테스트에 대하여 싱글 엔드 방식으로 또는 디퍼런셜 프로브를 이용한 디퍼런셜 방식으로 IEEE 802.3cg 표준에 따라 측정을 수행할 수 있습니다. 테스트 셋업의 10BASE-T1S 인터페이스에 연결하기 위한 테스트 픽스처(Fixture)를 사용할 수 있습니다. 전체 컴플라이언스 테스트를 수행하려면 오실로스코프와 함께 MDI 반사 손실 측정을 위한 네트워크 분석기가 필요합니다.

R&S ScopeSuite 테스트 소프트웨어는 측정 기기의 컨트롤, 결과 계산 및 문서화를 자동화하는 기능을 지원합니다. 테스트 마법사(Test Wizard) 기능은 사용자에게 테스트 절차의 각 단계별 지침을 그림으로 안내합니다. 그렇기 때문에, 운용자 실수로 인한 측정 오류가 거의 발생하지 않습니다. R&S ScopeSuite는 별도 PC 또는 RTO / RTP 오실로스코프에 설치할 수 있는 독립형 애플리케이션입니다.

10BASE-T1 오토모티브 이더넷 컴플라이언스 테스트 솔루션

이더넷 컴플라이언스 테스트에서는 기본적으로 송신기의 품질을 테스트합니다. 컴플라이언스 테스트는 송신기에서 발생한 특정 신호가 필요합니다. 모든 통신 칩셋은 이러한 신호를 자체적으로 발생할 수 있어야 합니다. 테스트 신호는 제조업체의 테스트 소프트웨어가 탑재된 컴퓨터를 사용해 활성화합니다(예를 들어 USB 인터페이스를 통해). 테스트를 선택하면 R&S ScopeSuite는 가장 먼저 테스트 셋업을 보여주고, 테스트 절차 가이드를 통해 검증할 예상 테스트 신호를 표시합니다. 그러면 오실로스코프가 측정한 신호의 타당성을 점검할 수 있습니다. 필요할 경우 테스트 셋업과 구성된 테스트 신호를 수정할 수 있습니다. 그런 다음 테스트를 시작하고 자동으로 수행합니다. 컴플라이언스 테스트는 매우 빠르게 실행되며 신뢰할 수 있고 재현 가능한 결과를 제공합니다.

리밋 편집기를 사용하면 제품 개발 단계에서 테스트 리밋을 변경하여 신호 무결성 테스트에 대한 각각의 품질 요구사항을 충족할 수 있습니다. 테스트 기록은 테스트 리밋과 모든 테스트 결과를 문서화합니다. 사용자는 모든 테스트가 통과되었는지를 한눈에 볼 수 있습니다.

10BASE-T1S 이더넷 컴플라이언스 테스트 소프트웨어 ScopeSuite는 다음을 제공합니다.

  • 10BASE-T1S 인터페이스용 테스트 솔루션
  • IEEE 802.3cg에 따른 컴플라이언스 테스트
  • 사전 정의된 자동 테스트 단계
  • 사용자 안내를 위한 단계별 마법사
  • 명확하고 포괄적인 테스트 설명서
그림 2 Test Case 실행 과정

주요 Compliance 항목 측정 내용

1. Transmitter Output voltage and timing jitter

  • 테스트 모드 1(Clock) 신호에 대한 측정 진행
  • Peak Differential Output Voltage : 800 mV ≤ x ≤ 1.2 V
  • MDI Output Maximum Jitter : x < 5 ns
그림 3 Test Mode 1 신호

 

 

그림 4 Jitter 측정 분석 결과

 

 

2. Transmitter Output Droop

  • 테스트 모드 2(Droop) 신호에 대한 측정 진행
  • Max droop after 800 ns of 30%
  • Droop = 100 x (Vd x Vpk)[%]
그림 5 Test mode 2 신호

 

 

그림 6 Droop 측정 신호

 

3. Transmitter Power Spectral Density (PSD)

  • 테스트 모드 3(PSD) 신호에 대한 측정 진행
  • Upper PSD for the frequency f : 0.3 MHz ≤ f ≤ 40 MHz 
 
  • Lower PSD for the frequency f : 5 MHz ≤ f ≤ 15 MHz
 
그림 7 Test mode 3 신호

 

 

그림 8 PSD 측정 대역과 Limit Line

 

 

R&S 오실로스코프를 이용하여 10BASE-T1S 오토모티브 이더넷에 대한 컴플라이언스 측정이 가능하며 그 외 아이 다이어그램 등의 분석이 가능합니다.

== 아이 다이어그램 분석 게시물 ==

* Jitter - Part4. 오실로스코프를 이용한 Eye Diagram 분석

== 오토모티브 이더넷 시리즈 게시물 ==

* 과거와 미래의 연결고리 '차량용 이더넷'과 측정 기술

작성자 : 로데슈바르즈코리아 기술지원팀

출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223597145832

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T. 031-348-3953

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