隨著汽車產業向全連網和軟體定義車輛（SDV）發展，車載網路技術也必須不斷更新，以滿足日益增長的數據需求，同時保持成本效益和可靠性。作為車載乙太網路的重要創新，10BASE-T1S 提供了一種低成本，可擴展的解決方案，旨在簡化車載網路（IVN）架構，同時確保資料通訊的穩定性。本文將探討 10BASE-T1S 的基礎知識，其獨特特性以及如何有效測試其性能。
10BASE-T1S 核心關鍵特點
10BASE-T1S源自IEEE 802.3cg-2019標準，採用單對乙太網路（SPE）技術，實現多點（multi-drop）網路拓撲。這項設計突破了傳統點對點乙太網路的局限，讓多個節點可以共享一對雙絞線進行通信，大幅降低了佈線複雜度和系統成本。
10BASE-T1S 的主要特性包括：
- 10 Mbps 数据速率，适用于车载传感器、执行器和控制模块。
- 差分曼彻斯特编码（DME），提升信号完整性和时钟恢复能力。
- 支持至少 8 个节点 在共享总线上运行。
- 多点拓扑结构，无需额外的以太网交换机。
- 物理层碰撞避免（PLCA）协议，保障网络访问的确定性。
10BASE-T1S 訊號特性
10BASE-T1S採用的差分曼徹斯特編碼（DME），在每個位元週期內都有電平變化，這使得接收方能夠輕鬆識別位元的邊界，從而提升了同步精度，並降低了對電磁幹擾（EMI）的敏感性。這項特性使其特別適用於對訊號可靠性要求較高的汽車應用。
10BASE-T1S 多點拓樸結構
與傳統的點對點乙太網路連接不同，10BASE-T1S 允許多台設備共用一對雙絞線，這種類似總線型的架構，減少了網路所需的連接器和電纜的數量，從而顯著降低了系統的重量和成本。然而，多點網路的實施也面臨一些技術挑戰。例如，訊號反射以及多個節點爭用網路資源等問題，從而需要透過 PLCA（物理層碰撞避免）協定來妥善管理。
PLCA 協議
物理层碰撞避免（PLCA） 机制通过时隙分配以确保每个节点都能可靠地访问共享总线，从而消除了传统以太网竞争式访问的延迟隐患。它的运作机制包括：
- 週期性信標（Beacon）訊號 啟動訪問週期。
- 節點按輪詢順序（Round-Robin）獲得發送機會（TOs）。
- 如果節點有資料要傳送，則在獲得 TO 後立即發送。
- 如果節點沒有數據，則跳過 TO，提高傳輸效率。
PLCA 機制確保了可預測的延遲，並減少了因碰撞而導致的重傳，使 10BASE-T1S 成為對時間敏感型汽車應用的理想選擇。
如何測試 10BASE-T1S：案例分析
GRL提供全方位測試解決方案確保您，的 10BASE-T1S 網路的可靠性，訊號完整性以及符合 IEEE 和 OPEN Alliance 標準：
- PMA（實體介質連接）層測試
- 發送端（Tx）和接收端（Rx）測試，以評估訊號完整性、抖動和誤碼率。
- 採用噪音產生器進行抗干擾壓力測試，評估系統的穩定性。
- PCS（物理編碼子層）和 PLCA 協定測試
- 幀結構驗證，確保符合 PLCA 時序要求。
- 互通性測試，確認與不同供應商設備的相容性。
- Multi-Drop (多節點)網路效能測試
- 反射和阻抗分析，以檢測訊號完整性問題。
- 時延和吞吐量測試，評估實際應用中的網路效能。
Advancing 10BASE-T1S Testing with GRL
隨著 10BASE-T1S 在汽車產業的廣泛應用，嚴格的測試驗證對確保其順利整合至車載網路變得愈發重要。憑藉深厚的產業經驗和領先技術，GRL 致力於協助工程師高效驗證 10BASE-T1S 方案的效能和相容性。
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