背景
信號質量指數（SQI）被用於表征以太網通信鏈路質量。因此，可以通過讀取到的SQI值判斷控制器當前通信鏈路質量。
另外，在控制器通訊過程中，PHY芯片會實時監控SQI值，當監測到的SQI值低於閾值時，PHY芯片將會斷開通信鏈路，以保證通信的可靠性。
SQI值作為評判以太網通信鏈路質量的依據，其值的正確性直接影響到PHY芯片之間通信鏈接的“行為”，因此SQI值的測試非常必要和重要。
測試方案對比
在TC8 1.0中，使用Technica-Golden Device，在BR+/BR-之間注入電阻噪聲的方式進行測試。
在TC8 2.0中，采用Rohde & Schwarz信號發生器仿真高斯噪聲，通過定向耦合器將高斯噪聲耦合到以太網通信線束上的方式進行測試，此時Link Partner將不會受到噪聲的干擾，只關注DUT本身的SQI、Link Status與噪聲等級之間的關系，Link Partner的作用被弱化。
測試原理說明
TC8 1.0的噪聲注入原理圖如下所示，通過改變Technica-Golden Device並聯在BR+/BR-之間電阻的阻值，以達到改變噪聲注入等級的目的。
圖1 TC8 1.0 IOP SQI測試原理框圖
（圖片來源：OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test Specification_TC8 V1.0）
TC8 2.0的噪聲注入原理圖如下所示，Rohde & Schwarz信號發生器仿真的高斯噪聲，通過定向耦合器耦合到通信鏈路上。通過改變仿真的高斯噪聲幅值，來改變耦合到通信鏈路上的噪聲等級。
圖2 TC8 2.0 IOP SQI測試原理框圖
測試實現說明
TC8 1.0 IOP SQI測試
基於Vector公司的CANoe CAPL，北匯信息自主定制開發了TC8 1.0 IOP的自動化測試工程，控制Technica-Golden Device注入電阻噪聲，獲得DUT SQI與Link狀態，自動生成測試報告。
圖3 TC8 1.0 IOP SQI測試環境
TC8 2.0 IOP SQI測試
基於Vector公司的CANoe CAPL，北匯信息自主定制開發了TC8 2.0 IOP自動化測試工程。
測試步驟：
- 將Technica-Golden Device作為Link Partner，設置與DUT相對的Master/Slave模式
- Rohde & Schwarz信號發生器初始化並設置高斯噪聲帶寬
- 設置Rohde & Schwarz信號發生器高斯噪聲幅值
- 讀取DUT SQI/Link狀態，次數為100次
- 重復步驟c、d（設置高斯噪聲幅值遞增/遞減）
- 自動生成測試報告
圖4 TC8 2.0 IOP SQI測試環境
為保證測試效率，開發專用的自動化測試腳本，實現：
- 支持通過RS232、CAN/LIN、ADB通信接口，實現對被測對象的PHY寄存器讀寫
- 實現對Rohde & Schwarz信號發生器程控，實現如下功能：
- 仿真信號類型選擇
- 高斯噪聲文件加載、帶寬設置、幅值設置
- 信號發生器通道阻抗設置和通道使能
測試總結
方案對比
圖5 TC8 1.0/2.0 IOP SQI測試對比圖
測試結果對比
圖6 TC8 1.0 IOP SQI測試結果
圖7 TC8 2.0 IOP SQI測試結果
分析
影響SQI值的因素主要為外部環境的輻射和控制器通信鏈路的物理特征，如線束材質、長度、絞距以及接入連接器的特性，所引起通信鏈路阻抗匹配以及突變情況，從而導致傳輸信號衰減和反射，其中信號反射又對原信號產生“疊加噪聲”。
由此可見，通信鏈路的阻抗變化為“本因”，噪聲為“現象”，本方案通過“本因”和“現象”兩種測試方法對比SQI測試結果。
根據兩種測試方法的測試結果，被測控制器出現SQI值不穩定的位置相同，測試結果無太大差異。
小結
TC8 1.0與TC8 2.0中注入噪聲的類型本質都是高斯噪聲，通過上述的實踐對比，兩種方案均滿足IOP SQI的測試要求。
北匯信息可提供基於Vector公司的CANoe、Technica的Golden Device、Rohde & Schwarz的信號發生器及定向耦合器組合的100BASE-T1 IOP測試解決方案，同時滿足TC8 1.0和TC8 2.0的IOP測試要求，提供測試驗證服務。
感謝Vector、Rohde & Schwarz、Technica對本測試方案給予的專業支持。
基於現有的Vector-VN5640、Technica-Golden Device等設備，北匯信息已實現了1000BASE-T1 IOP測試的過渡方案，敬請關注后續分享。
參考文獻
【1】OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test Specification_TC8 V1.0
【2】OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test Specification_TC8 V2.0
【3】Datasheet：TJA1100—100BASE-T1 PHY for Automotive Ethernet.pdf
【4】OA_100BASE-T1_Interoperability_Test_Suite_V1.0
【5】1000BASE-T1_羅德與施瓦茨 汽車以太網一致性測試.pdf
【6】Golden Device Manual.pdf