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车载以太网简介及物理层测试

传统的汽车内部采用CAN、LIN、FlexRay等总线，但是随着自动驾驶技术的发展，汽车内部增加了更多的感知和连接装置，如摄像头、激光雷达、V2X和交通标志识别装置等。这些装置都会产生大量的数据，因此汽车内部也需要有支持更大带宽以及在和外部进行信息交互时能提供更有效安全措施的数据总线连接。其中，以太网技术以其高带宽、高开放性、灵活的连接、的产业界支持以及不断提升的安全措施，成为未来汽车内部互连总线的有竞争力的技术。车载以太网是一种使用以太网连接车内电子单元的新型局域网技术。

与普通的以太网使用4对非屏蔽双绞线(UTP)电缆不同，车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbps或者1Gbps的数据传输速率(更高速率的标准也在制定中),同时还应满足汽车行业对高可靠性、低电磁辐射、低功耗、低延迟、时间同步等方面的要求。图7.31展示了车载以太网的典型应用场景。 以太网用于运动控制的三个原因；DDR测试以太网测试市场价

宽总线式交换机是在交换机主板上预留一条“数据总线”，就像一条大家公用的公路，每个端口都可以利用其其中一部分带宽，假如这个总线带宽为 200 兆的话，也就是说多同时是允许 2 组 100 兆端口同时可以通讯，其余端口如果也要通讯还是需要等待的，因为带宽已经分配完毕了。所以，这种方式的设备比较理想工作状态还有一点差距，但是因为几乎不会有普通交换机的端口会都在同时通讯，总会有些端口处在闲置的状态，所以满足绝大部分的网络要求是可以满足的。因此，交换机有一项性能参数，叫做“交换容量”，也叫做“背板带宽”，指的是“交换机可以同时进出所有端口数据量的总合”，其实也就是数据的吞吐能力。测试服务以太网测试眼图测试工业以太网通讯协议有哪些；

由于10GBase-T以太网测试的总线采用PAM-16的信号调制方式，信号上的电平更多，因此在真实的信号传输时总线上的信号看起来是类似噪声的波形。传统的眼图测试方法对于这样的信号测试已经不太合适，因此在10GBase-T标准中规定了很多新的测试项目，除了有些项目是传统的时域波形参数测试，还有很多频域的测试项目。表7.1列出的是根据IEEE的802.3规范要求，对于10GBase-T以太网测试总线的信号质量测试应该完成的测试项目及建议使用的仪器。

确定性适用于运动控制应用

运动控制依赖于精确通信。这种精确性通过使用基于时隙的调度来支持，每个设备在调度策略中都有一个与其它设备进行通信的调度表。这些伺服驱动器和控制器计算出它们各自的时序，由此可计算出控制函数的ΔT值。但是，如果数据传输变得无法预测，则可能会丢失结果，因此需要确定性来确保环路的稳定性。

以太网能够支持工厂中苛刻的运动控制应用

在某些情况下，通过直接集成于英特尔®芯片内的加速器电路在EtherNet/IP中实施IEEE1588，只是以太网解决方案用于强制确定性的一种常见机制。EtherCAT的高速实时处理是运动控制应用中如何实现始终如一的预测性能的另一个示例。EtherCAT突破了基于PCI的集中式通信的严格物理限制，即要求机器处理单元和伺服处理器之间可快速通信但需要保持短距离。 车载以太网的典型链路模型；

由于在这些接口上，数据的速率真正达到了10Gbps左右，因此对于测试的带宽要求更高。虽然SFP+的规范中对于测试设备的带宽要求在12GHz以上，但是考虑到示波器的频响方式不同，以及现代的芯片比标准制定时都有更陡的边沿，使用实时示波器进行测量时建议使用20GHz以上的带宽。图7.30是用实时示波器进行SFP+接口测试的例子。

为了提高数据速率，IEEE还在10G以太网的接口标准上提出了用4路10G信号传输40G以太网信号的标准，比如40GBase-KR4、40GBase-SR4、40GBase-LR4、40GBase-ER4、40GBase-CR4,如果采用光纤进行传输时可能采用的是QSFP+(QuadSmallForm-factorPluggable)的光模块接口。QSFP+的光模块电接口一侧采用的标准和技术与相应的10G以太网接口类似，而40GBase-KR4也是用4对10Gbps的差分线同时传输实现40Gbps的传输速率。因此这些40G以太网的标准对于测试仪表的带宽要求也与对应的10G接口要求类似，只不过要测试的端口数更多。对于采用了光口作为以太网信号传输的接口，如果还想进行光口的眼图、抖动、消光比、光功率、波长等的测试，需要借助相应的光采样示波器、光功率计等完成，可以参考后面关于光信号测试的章节 10M/100M/1000M以太网的测试；测试服务以太网测试眼图测试

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Jason Goerges在发表于2010年Machine Design的一篇文章中解释道：“基于EtherCAT的分布式处理器架构具备宽带宽、同步性和物理灵活性，可与集中式控制的功能相媲美并兼具分布式网络的优势”。3 “事实上，一些采用这种方式的处理器可以控制多达64个高度协调的轴（包括位置、速度和电流环以及换向），采样速率和更新速率为20 kHz。

面向IIoT的长期可行性

以太网自作为一种局域网技术问世以来，已经过一系列发展。鉴于传统现场总线组件目前的制造规模较小，而PCI正面临逐渐成为过时的工业标准架构的风险，以太网经过不断发展，现已完全有能力为以IP为的工业物联网提供服务。 DDR测试以太网测试市场价