Praktische Tipps zum Debuggen der physischen Ethernet-Schicht im Automotive-Bereich

Es folgt eine Fallstudie zum Automotive-Ethernet-Debugging, die bei Inspectron durchgeführt wurde, einem Unternehmen, das Endoskope, eingebettete Linux-Systeme und Kamerainspektionswerkzeuge entwickelt und herstellt.

Automotive Ethernet Hardware-Debugkonfiguration

Der Signalpfad des Automotive-Ethernets ist bidirektional, daher müssen Hardware-Transceiver in der Lage sein, eingehende Daten zu erkennen, indem sie ihre eigenen ausgehenden Datenbeiträge vom zusammengesetzten Signal abziehen. Würde man eine Automotive-Ethernet-Datenleitung direkt prüfen, würde man eine wirre Überlagerung erhalten, die einer Buskollision ähnelt. Um die gesendeten Einzelsignale zu verstehen, können bidirektionale Koppler verwendet werden.

Figure 1 (a) Die Hardwarekonfiguration, die zum Debuggen eines Automotive-Ethernet-Setups verwendet wird, umfasst zwei DUTs, passive Vorrichtungen zur Anpassung von Automotive-Ethernet an SMA und eine kalibrierte aktive Breakout-Vorrichtung mit bidirektionalen Kopplern, um den Verkehr aus jeder Richtung zu isolieren. Das Oszilloskop analysiert sowohl den Upstream- als auch den Downstream-Verkehr. (b) Das Blockdiagramm des Testaufbaus. Quelle: Teledyne LeCroy

Identifizieren, wo Signalverlust auftritt

Zwischen dem ROCAM Mini-HD-Display und dem Raspberry Pi kam es zeitweise zu Signalverlusten. Eine Methode, um einen zeitweise auftretenden Verlust der Datenübertragung zu erfassen, ist ein Hardware-Dropout-Trigger.

Figure 2 Das Augenmuster zeigt ein sauberes Automotive-Ethernet-100Base-T1-Signal, während der Dropout-Trigger einen Signalverlust identifiziert und lokalisiert. Quelle: Teledyne LeCroy

Amplitudenmodulation serieller Daten

Probleme mit anomaler Amplitudenmodulation oder Basislinienwanderung können häufig durch Triggerung bei einem hohen Schwellenwert knapp über dem logischen Spannungspegel +1 (für den nicht invertierenden Eingang des geteilten Differenzsignals) erkannt werden.

Figure 3 Die drei roten Histogramme im unteren rechten Raster zeigen eine Asymmetrie im Augenmuster aufgrund intermittierender anomaler Amplitudenmodulation. Der auf einen hohen Spannungsschwellenwert angehobene Flankentrigger erfasst eine Instanz der anomalen Amplitudenmodulation. Quelle: Teledyne LeCroy