汽车以太网物理层IOP自动化测试解决方案
技术干货 2022.12.09

一、解决方案介绍


该解决方案的测试目的是定义一组测试,以确保使用具有100 BASE-T1或1000BASE-T1能力的PHYs的多个设备之间的互操作性,要求每个PHY能够在给定的时间限制内建立稳定的链路,能够可靠地监视当前链路状态并将其传递到上层;并验证汽车以太网PHY的重要支持特性的可靠性,用于汽车以太网PHY的诊断目的,包括信号质量指数(SQI)和线束缺陷检测。


通过操作上位机软件eIOPTester与设备ETS4620通信,控制ETS4620内部的PHY芯片以及通信线路,使ETS4620满足DUT对端设备的要求,以实现100BASE-T1和1000BASE-T1汽车以太网IOP自动化测试。使用ETS4620作为DUT以太网通信线路的Link Partner,建立稳定的以太网连接,通过ETS4620实现测试功能,计算通信建立时间、实施故障、获取DUT内部信息等。上位机软件eIOPTester实现测试参数配置、测试管理、测试信息记录、测试报告生成等。


二、方案优势


(1) 提供端到端的解决方案,设备配置->设备连接->软件操作配置,全流程覆盖,确保用户实现测试。

(2) 兼容100Base-T1与1000Base-T1的 IOP测试功能,通过上位机软件eIOPTester在硬件ETS4620上实现100M与1000M 汽车以太网IOP测试功能。

(3) 丰富的DUT通信方式,支持CAN、CANFD、100BASE-T1、1000BASE-T1、UART和ADB通信接口,亦可定制其他通信方式。

(4) 独立的测试操作软件,测试用例全自动化运行。


三、ETS4620硬件介绍


ETS4620是专为汽车100/1000BASE-T1以太网物理层的互操作(IOP)测试定制开发的硬件。该硬件集成MARVELL的汽车100M/1000M可配置PHY芯片,作为被测件的Link Partner,支持100M与1000M的IOP测试。硬件支持CAN/CANFD、串口、ADB、以太网等通讯方式。配合上位机测试软件(eIOPTester),实现测试过程的全自动化执行。


四、eIOPTester软件介绍


IOP 测试上位机通过软件 eIOPTester 与 ETS4620 通讯,控制 ETS4620 内部的 PHY 芯片以及测试线路,实现 Link Partner 的功能。同时,上位机通过 ETS4620 与 DUT 进行通讯,从而实现 IOP 的自动化测试。eIOPTester能够实现测试参数配置、测试管理、测试信息记录、测试报告生成等。



五、IOP测试用例介绍


100/1000Base-T1的物理层IOP测试均包含三组测试用例:Link-up time、Signal Quality和Cable Diagnostics。


· link-up time 连接时间

· Power on Link Partner(Link Partner上电)




测试目的

确保PHY在一定的时间内建立连接

前提

1. DUT供电稳定

2. DUT工作在正常模式下 

3. 如果DUT存在交换机,所有的链路都要被单独测试

测试流程

记录上电时间tstart和连接完成时间tstop,记录连接准备时间tready0,计算连接时间tup,记录最大值min(tup)和最小值max(tup)

测试次数

100

通过标准

σ≤50ms

Min(tup)>tready0+10ms

Max(tup)ready0+100ms



· Power on DUT(DUT上电)


测试目的

确保PHY在一定的时间内建立连接

前提

1. DUT供电稳定

2. DUT工作在正常模式下 

3. 如果DUT存在交换机,所有的链路都要被单独测试

4. DUT能够提供PHY的启动时间tready1

测试流程

记录DUT上电时间tstart和检测连接完成时间tstop,记录连接准备时间tready1,计算连接时间tup,记录最大值min(tup)和最小值max(tup)

测试次数

100

通过标准

σ≤50ms

Min(tup)>tready1+10ms

Max(tup)ready1+100ms


· Wake up on DUT(DUT唤醒)


测试目的

确保PHY在一定的时间内建立连接

前提

1. DUT供电稳定

2. DUT工作在正常模式下 

3. 必须要有唤醒线或是唤醒报文

4. 必须提供 DUT 的唤醒时间:tready2

测试流程

EST4620发送睡眠报文,然后发送唤醒报文,记录DUT唤醒时间tstart和检测连接完成时间tstop,记录连接准备时间tready2,计算连接时间tup,记录最大值min(tup)和最小值max(tup)

测试次数

100

通过标准

σ≤50ms

Min(tup)>tready2+10ms

Max(tup)<tready2+100ms


· Signal Quality信号质量

· Indicated Signal Quality for Channel with Decreasing Quality(质量下降的信道信号质量)


测试目的

确保PHY的信号质量随着通道质量的递减而递减

前提

DUT 能够读取 PHY 的信号质量SQI

测试流程

ETS4620耦合噪声到以太网信道,建立SQI测试噪声干扰测试场景。

eIOPTester逐步增加信号发生器的噪声电压, 读取SQI。

次数

每增加一次电压噪声测试100次

通过标准

SQI 值: 

1. 稳定且单调持续减小 

2. 只有 link-up 状态下 SQI 值才有效 

Link 状态: 

1. Link up 状态存在于 SQI 值大于 0 时 

2. 在高于 0 的 SQI 值之间 link 状态应该稳定,不应出现间断性连接断开


· Indicated Signal Quality for Channel with Increasing Quality(质量上升的信道信号质量)


测试目的

确保 PHY 的信号质量随着通道质量的增加而增加

前提

DUT 能够读取 PHY 的信号质量SQI

测试流程

ETS4620耦合噪声到以太网信道,建立SQI测试噪声干扰测试场景。

eIOPTester逐步减小信号发生器的噪声电压, 读取SQI。

次数

每降低一次电压噪声测试100次

通过标准

SQI 值: 

1. 稳定且单调持续增大 

2. 只有 link-up 状态下 SQI 值才有效 

Link状态: 

1. Link up 状态存在于 SQI 值大于 0 时 

2. 在高于 0 的 SQI 值之间 link 状态应该稳定,不应出现间断性连接断开


· Cable Diagnostics线缆诊断

· Cable Diagnostics for Near and Far End Open(近端和远端开路时的电缆诊断)


测试目的

确保DUT的线缆诊断可靠地检测到总线线路的开路

前提

DUT能够读取PHY的线缆诊断状态QC

测试流程

1. DUT的cable diagnostic功能打开 

2. ETS4620保证线缆发送GetQC指令给 DUT,获取当前的线缆错误QC 

3. ETS4620产生一个线缆错误,GetQC 指令给DUT,获取当前的线缆错误QC

次数

近端和远端各5次

通过标准

如果DUT报告了所有预期的电缆错误, 则应将每个测试迭代视为通过


· Cable Diagnostics for Near and Far End Short(近端和远端短路时的电缆诊断)


测试目的

确保DUT的线缆诊断可靠地检测到总线线路的短路

前提

DUT能够读取PHY的线缆诊断状态QC

测试流程

1. DUT的cable diagnostic功能打开 

2. ETS4620保证线缆发送GetQC指令给 DUT,获取当前的线缆错误QC 

3. ETS4620产生一个线缆错误,GetQC指令给DUT,获取当前的线缆错误QC

次数

近端和远端各5次

通过标准

如果DUT报告了所有预期的电缆错误, 则应将每个测试迭代视为通过




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汽车以太网物理层IOP自动化测试解决方案(图1)