车载以太网第二弹 | 测试之实锤-IOP测试实践

前言

上一期“物理层PMA测试实践”，咱们从环境设备组成、被测对象组成再到测试过程和测试结果，将完整的PMA测试过程做了一个经验分享。

由下层开始逐层“披沙沥金”，这一期轮到IOP测试上阵了。同样，先展示下典型的测试报告，覆盖了TC8 2.0 IOP的各项测试。

下图1为典型的IOP测试报告图，覆盖了TC8 2.0 IOP的各项测试。

图1：IOP测试报告

IOP测试-设备环境组成

CANoe
开发并运行IOP的自动化测试脚本（CAPL）

VN5640
与DUT诊断接口交互及Golden Device的控制

VT板卡
实现DUT电源回路控制和唤醒源仿真

程控电源
DUT电源供电

Golden Device
• 实物如下图2所示（Technica定制），其实质就是一个更为稳定可靠，性能更强的以太网节点，从其使用的处理器为PowerPC，可见一斑，不拿被测对象做小白鼠是它的“责任”
• 通过与DUT Link，获取与“本地”计算相关的测试参数和数据；提供通信链路特性仿真和故障仿真功能
• 提供了100Base-Tx的程控接口和基于SOME/IP的API，通过CANoe可控制其实现自动化测试

图2：Golden Device实物图

IOP测试-被测对象组成

硬件
以太网节点及线束连接器，实物如下图3：

 图3：被测以太网节点

软件接口定义
DUT相关的诊断指令接口定义，实现PHY相关状态的读取。

IOP测试-测试过程

测试准备
连接DUT与Golden Device、VN5640及VT。

测试执行
运行IOP自动化测试脚本➔ 获得测试数据和报告。

图4：测试软件界面

IOP测试-测试分析

关于IOP测试的必要性
首先，从以太网的通信机制上物理层面需建立Link才可进行后续的通信，这是基础，和传统车载总线完全不是一个套路。

其次， NXP、Marvell、Broadcom的PHY UserManual都遵循802.3bw中定义通用特性和状态机，但实现细节是各显神通，即使是一家厂商的PHY，配置的不同也会带来影响，从OEM角度要保证各个节点之间可通信交互，从Tier1角度要证明自己可以和其它节点通信。

综上，为何IOP测试重要，为何须对PHY有深入的知识储备才可以支撑该测试？剧透：TC8-IOP所提供的测试项也是不够的，还有很多场景是需要从车辆实际使用的角度去追加考量的。

关于测试规范及实现方案
TC8 1.0到2.0的IOP存在几处变化，TC8 2.0中关于SQI测试的描述“the respective artificial noise injection ”引起大家焦虑，如何实现“noise injection（噪声注入）”？需要用抽丝剥茧的方法进行分析：

• SQI测试目的/目标
SQI值应随着通信信号质量的变化而“相向”变化，当SQI值小于40%时，应停止通信
• 对应的应用场景
应用层可获得当前的通信质量状态，通信信号质量变差到一定程度，为保证数据的有效性，此时宁可不发，不能错发
• 通信信号变差因素
概括来说，一是来自外部的辐射，二是通信链路的物理特性。第一点可暂且忽略（原因大家可自行分析），第二点进一步剖析
• 通信链路物理特性的影响因素
对以太网通信而言首当其冲的是阻抗及阻抗突变，比如线束特性/长度、连接器接入等，从而引起信号衰减/反射，其中的信号反射会在原信号中产生“叠加噪声”
噪声注入，是通过现象来仿真，而引起这种现象最重要的根源是阻抗；噪声注入是可行的方案之一，但是可操控性、“性价比”较低（需信号发生器、耦合器等）。所以，接近本源的，看似简单略显粗暴的方式，其实更为有效（以下图5的SQI测试报告为证）。

图5：基于CANoe和Golden Device自动生成的SQI测试报告

测试前提条件
IOP测试需要Tier1伙伴准备大量条件和自测参数才可以完成，这些参数用于满足不同的测试条目（比如下述的测试），如PHY Link模式、PHY准备Link的时间等，这些参数与软件配置、硬件特性及设计都有一定的关联，比如并不是所有的PHY都支持SQI测试。

 图6：Link-Up Time测试报告

小结

尽信书则无书，面对技术疑惑/难题，不可想当然或似是而非地放过，也不必焦虑甚至恐慌；要严谨对待，从多个维度分析，并加以实践验证；分析问题的过程和方法，表象背后的原因、场景，才是需要学习和积累的核心价值。

后期将陆续更新以太网测试其他相关的干货技术文章，敬请期待！