汽车以太网协议测试需要注意些什么？

为了克服车载网络速度的挑战，下一代汽车正在转向以太网通信。市场趋势表明，绝大多数汽车制造商正计划将所有类别的汽车转向以太网，目前宝马是较为激进者，此外现代汽车开始利用以太网开展信息娱乐系统开发，而大众汽车则使用汽车以太网作为驾驶员辅助系统数据连接。

根据战略分析报告，到2023年，汽车网络中的以太网端口总数预计将近6亿。

汽车以太网生态系统

以太网最初并未设计用于对时序要求严格的汽车应用，延迟和稳定性都需要进一步提升。而随着新技术的发展，现有应用程序已经可以在基于以太网的新通信系统上稳健运行，音频/视频桥接（AVB）和时间敏感网络（TSN）等新技术已经成熟并在汽车网络中占据了一席之地，汽车电子控制单元（ECU）的第2-7层堆栈可能需要下图提到的协议。

以太网有什么变化？

由于以太网是一种交换网络，因此与传统的汽车总线相比，它在网络设计方面具有很大的灵活性。目前大多数汽车ECU都有多个端口，这使它们可以连接到其他ECU，对于这样的ECU，在所有条件下验证输入帧是否可以在正确的端口上转发非常重要。

除了测试交换功能外，还需要确保ECU正确实现传统上通过以太网运行的更高层（TCP / IP堆栈），适用于汽车用途的新协议，如AVB和TSN，以及新的汽车专用协议，如SOME / IP。

验证策略和技术

有这么多新技术发挥作用 - 每个组件的一致性测试非常关键。在汽车以太网中，有四个高级区域需要验证：

PHY或物理层 -  PHY的信号完整性
ECU中的多个PHY  - 经典以太网交换机的实现
实现ECU中使用的各种协议
网络部署

测试TCP / IP堆栈是一项艰巨的任务

测试像TCP这样的协议要比其他汽车协议（如CAN或FlexRay）复杂得多。这不能仅使用“黑盒子”方法进行全面测试，验证工具需要使用称为上层测试器的专用技术来显示DUT协议栈与测试步骤同步响应。

行业领先的一致性解决方案，如Ixia的IxANVL，将此方法集成到工具中，并提供样本上层测试器代码，供DUT随时使用。

实施同类最佳方法的汽车制造商使用来自不同供应商的组件，因此他们必须确保所有ECU使用完全相同的语言。因此，在AUTOSAR和OPEN Alliance等联盟内部努力使测试案例标准化。 Ixia将传统网络领域的顶级NEM的测试包库贡献出来，力求构建标准化的测试。

IxANVL广泛覆盖了最新的汽车以太网标准化一致性测试案例，这些测试经过现场验证，并在过去20年中用于验证众多设备。

需要专门的硬件来测试AVB汽车配置文件

另一方面，引入AVB是为了允许交换机提供有关A / V流量的吞吐量和延迟的保证。验证AVB生态系统协议 -  gPTP，1722流量 - 需要准确的时间同步测量功能，特定配置和交换网络运行的流量模式，汽车制造商和ECU供应商使用Ixia的IxNetwork，它具有构建到高性能硬件中的所有功能。

Avnu Alliance已经为汽车以太网AVB设备定义了互操作性和功能规范，该规范的目标是在汽车AVB设备上提供以太网AVB功能的基线规范。 Avnu认证测试计划是ECU AVB堆栈一致性测试的优秀指南。

Ixia经过时间考验的IxNetwork平台通过预先打包的Avnu AVB一致性测试库简化了Avnu认证的准备工作。 该工具提供摘要报告，包括测试结果的图形表示，以及位和字节级别的调试功能。

结论

Ixia的汽车测试解决方案正被领先的汽车制造商用于确保其ECU的稳健性和合规性。使用Ixia的IxNetwork和IxANVL产品，宝马集团等客户成功验证了他们的汽车以太网工具链，了解集成在ECU中的开关的性能和稳健性。Ixia的L2-3测试解决方案帮助宝马集团确保其车辆通信性能的稳健可靠。