車載以太網(wǎng)測試技術(shù)發(fā)展研究

【摘" 要】隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，車載以太網(wǎng)作為新一代汽車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其測試技術(shù)的發(fā)展顯得尤為重要。文章聚焦車載以太網(wǎng)，對車載以太網(wǎng)測試技術(shù)的產(chǎn)生背景、發(fā)展歷程，以及物理層測試、一致性測試、功能測試和性能測試等方面內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。同時，對當(dāng)前市面上車載以太網(wǎng)的測試方法、現(xiàn)存問題進(jìn)行深入研究。指出車載以太網(wǎng)測試目前面臨的問題與挑戰(zhàn)，以及未來的技術(shù)發(fā)展趨勢，旨在為汽車制造商及零部件供應(yīng)商在車載以太網(wǎng)測試方面提供極具價(jià)值的參考。

【關(guān)鍵詞】車載以太網(wǎng)；物理層測試；一致性測試；功能測試；性能測試

中圖分類號：U463.6" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1003-8639（2025）03-0098-07

Research on the Development of Automotive Ethernet Test Technology

【Abstract】With the rapid development of automobile industry，as a new generation of automobile communication network technology，the development of vehicle Ethernet test technology is particularly important. This paper focuses on on-board Ethernet，and introduces in detail the background and development of on-board Ethernet test technology，as well as physical layer test，conformance test，functional test and performance test. At the same time，the test methods and existing problems of on-board Ethernet in the current market are deeply studied. On this basis，the paper points out the current problems and challenges of on-board Ethernet testing，as well as the future trend of technology development，aiming to provide a valuable reference for automobile manufacturers and parts suppliers in on-board Ethernet testing.

【Key words】vehicle ethernet；physical layer testing；conformance testing；functional testing；performance test

在當(dāng)前汽車技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，車載以太網(wǎng)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代汽車通信的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)采用專為車輛環(huán)境設(shè)計(jì)的特殊線纜，可以實(shí)現(xiàn)高速傳輸，包括100Mb/s甚至1Gb/s速度等級[1]。與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比，現(xiàn)代技術(shù)更加符合汽車行業(yè)對高可靠性、低電磁輻射、低功耗、高效帶寬分配和低時延等方面的要求[2]。目前，車載以太網(wǎng)技術(shù)大多遵循博通公司開發(fā)的BroadR-Reach（BRR）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其配置包括高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS，如圖1所示。

本文對車載以太網(wǎng)的發(fā)展歷程、車載以太網(wǎng)、測試及方案進(jìn)行深入研究，旨在為車載以太網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展提供技術(shù)支持。

1" 車載以太網(wǎng)發(fā)展歷程

1980年，以太網(wǎng)1.0版本問世，標(biāo)志著車載以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)研究取得了突破性成果。1985年，IEEE 802組織正式發(fā)布基于CSMA/CD機(jī)制的10M以太網(wǎng)技術(shù)。之后，BRR技術(shù)成功應(yīng)用于寶馬5系車型的環(huán)視技術(shù)，并順利實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。近年來，OPEN聯(lián)盟組織與汽車制造商及供應(yīng)商保持著緊密的合作關(guān)系，共同推出了車載以太網(wǎng)電子控制單元測試規(guī)范TC8以及休眠喚醒規(guī)范TC10[3]。

2" 車載以太網(wǎng)介紹

2.1" 基本架構(gòu)

目前，車載以太網(wǎng)采用與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相同的OSI 7層模型，如圖2所示。與傳統(tǒng)以太網(wǎng)物理層相比，車載以太網(wǎng)引入了100BASE-T1和1000BASE-T1方案，以此滿足自動駕駛對高實(shí)時性和高可靠性的需求，數(shù)據(jù)鏈路層引入了時間敏感網(wǎng)絡(luò)，且傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層繼續(xù)沿用TCP/IP協(xié)議族；應(yīng)用層引入一些中間件，如SOME/IP和DDS，用于實(shí)現(xiàn)控制器之間面向服務(wù)的通信。另外，引入基于以太網(wǎng)的診斷技術(shù)DoIP，通過以太網(wǎng)連接車輛內(nèi)部的電子控制單元，實(shí)現(xiàn)診斷、編程和配置功能[4]。

2.2" 物理層

車載以太網(wǎng)物理層是在汽車環(huán)境下實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)牡讓蛹夹g(shù)，其負(fù)責(zé)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合在車輛內(nèi)傳輸?shù)哪M信號，并通過特定的傳輸介質(zhì)進(jìn)行傳輸[5]。由于車輛環(huán)境的特殊性，車載以太網(wǎng)物理層需要適應(yīng)高振動、寬溫度范圍、電磁干擾等惡劣條件，因此設(shè)計(jì)要求比傳統(tǒng)以太網(wǎng)物理層更為嚴(yán)格，其主要技術(shù)如圖3所示。

2.3" 數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層由邏輯鏈路控制層（LLC）和媒體訪問控制層（MAC）構(gòu)成。LLC層與物理傳輸介質(zhì)無關(guān)，主要負(fù)責(zé)為上層服務(wù)提供支持、確定鏈路地址以及管理數(shù)據(jù)鏈路通信等任務(wù)。而MAC層的主要職責(zé)有封裝數(shù)據(jù)幀、制定總線訪問策略、設(shè)定尋址方式以及提供錯誤檢測等功能。這種分層設(shè)計(jì)使得上層軟件能夠獨(dú)立于物理鏈路運(yùn)行，同時也確保了MAC層的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.4" 通信協(xié)議

車載以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層沿用了傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)，主要包含ARP、ICMP、IP、TCP和UDP等協(xié)議，這些協(xié)議在車載以太網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在應(yīng)用層引入了SOME/IP、DDS等中間件技術(shù)，并支持基于以太網(wǎng)的診斷協(xié)議DoIP。其中，SOME/IP是目前汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)的關(guān)鍵通信協(xié)議，它支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)、遠(yuǎn)程服務(wù)調(diào)用以及進(jìn)程間信息讀寫等功能，其主要通過Method、Event和Field3種方式來實(shí)現(xiàn)功能，Method用于定義服務(wù)接口，Event用于發(fā)布事件通知，F(xiàn)ield用于提供變量訪問，如圖4所示。

3" 車載以太網(wǎng)測試

3.1" 物理層測試

目前針對車載以太網(wǎng)的物理層測試，主要依據(jù)OPEN聯(lián)盟組織設(shè)定的單線對車載以太網(wǎng)控制單元測試標(biāo)準(zhǔn)TC8，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了測試內(nèi)容和要求，涵蓋兩個核心領(lǐng)域：互操作性（IOP）測試和物理介質(zhì)連接（PMA）測試。

3.1.1" IOP測試

根據(jù)TC8的要求，IOP測試主要包括線纜診斷測試、鏈接時間測試和信號品質(zhì)測試。

線纜診斷測試主要針對車載以太網(wǎng)的雙絞線，檢測其有無故障，通常當(dāng)電纜處于短路或開路的狀態(tài)下檢測其遠(yuǎn)端和近端的情況。該檢測使被測設(shè)備（DUT）能有效監(jiān)測總線處于故障或開路狀態(tài)，從而能夠確定問題發(fā)生的位置，并把問題通過檢測的方式報(bào)告出來。

鏈接時間測試用來衡量DUT與對端設(shè)備之間建立連接所需的時間，保證控制器能如期建立連接，防止鏈接建立時間出現(xiàn)顯著的不一致。在TC8中又將鏈接時間測試分為觸發(fā)-鏈路伙伴上電、觸發(fā)-DUT上電及觸發(fā)-喚醒DUT這3項(xiàng)測試。

觸發(fā)-鏈路伙伴上電測試主要為了檢測與DUT所鏈接系統(tǒng)的鏈接時間是否滿足要求。測試過程為：首先鏈路伙伴上電之后記錄時間為tstart，然后查詢鏈路伙伴寄存器狀態(tài)，當(dāng)鏈路控制與鏈路激活時間相等時記為tstop，上電和鏈路連接之間的時間為tup=tstop-tstart，關(guān)閉鏈路伙伴，執(zhí)行該過程100次，算出[σt]、tmin和tmax。計(jì)算公式如下：

觸發(fā)-喚醒DUT測試是為了檢測DUT從睡眠狀態(tài)觸發(fā)喚醒到鏈接建立所需的時間。具體測試過程為：首先打開DUT的喚醒信號記錄時間為tstart，然后查詢鏈路伙伴寄存器狀態(tài)，當(dāng)鏈路控制與鏈路激活時間相等時記為tstop，上電和鏈路連接之間的時

信號品質(zhì)測試是對車載以太網(wǎng)系統(tǒng)通信信號進(jìn)行測試和評估的過程。進(jìn)行測試時，可以使用特定的測試設(shè)備來注入人工干擾噪聲，模擬車輛環(huán)境中可能遇到的干擾情況，觀察DUT信號品質(zhì)指示的變化。

3.1.2" PMA測試

根據(jù)TC8標(biāo)準(zhǔn)的測試需求，通常采用示波器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及適配的軟件與選件對其進(jìn)行測試，需要將PHY配置為特定的模式類型，可以在選擇好的模式下繪制出特定的波形信號，測試模型主要有模式1、模式2、模式4和模式5。

通常PMA測試遵照標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3BW與OPEN聯(lián)盟組織發(fā)布的TC8。本文對TC8測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入研究，當(dāng)前TC8版本有V1.0、V2.0及V3.0，表1列舉了TC8各個版本的測試項(xiàng)。

3.2" 協(xié)議一致性測試

協(xié)議一致性測試旨在評估DUT的協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否符合OSI模型定義的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。該測試主要對應(yīng)OSI中傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層的TCP/IP測試、應(yīng)用層測試及AVB協(xié)議測試。本文針對以上協(xié)議展開詳細(xì)敘述，協(xié)議一致性測試連接示意如圖5所示。

3.2.1" TCP/IP測試

TCP/IP表示傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是一組允許數(shù)據(jù)在多網(wǎng)絡(luò)間無縫交換的協(xié)議集合。TCP一致性測試涉及檢查TCP報(bào)文格式的正確性，測試TCP連接的建立、維護(hù)和終止流程，以及評估TCP的流量管理和可靠性機(jī)制，IPv4一致性測試主要包括報(bào)文格式與傳輸測試[6]。

1）TCP報(bào)文格式測試。該測試主要為了確保DUT能正確處理TCP報(bào)文，包括創(chuàng)建合法的TCP報(bào)文頭，并適當(dāng)?shù)亟邮栈蚝雎越邮盏降膱?bào)文。測試可能涵蓋：①驗(yàn)證DUT是否能正確應(yīng)對預(yù)留字段，無論設(shè)置為0還是非0的TCP報(bào)文，這些預(yù)留字段屬于TCP報(bào)文頭，用于將來可能的擴(kuò)展；②檢查DUT是否能正確處理校驗(yàn)和為0的TCP報(bào)文，接收方使用該字段對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以確認(rèn)數(shù)據(jù)是否在傳輸過程中被修改。

2）TCP連接的建立、管理及終止測試。該測試為了確保DUT能夠正確進(jìn)行TCP連接的建立、管理和終止，以及正確處理各種可能出現(xiàn)的錯誤情況。①TCP連接建立測試：通過“三次握手”過程完成，具體過程如圖6所示；②TCP連接終止測試：通過主動或被動關(guān)閉過程完成測試。在主動關(guān)閉過程中，DUT發(fā)送一個FIN報(bào)文給對方，等待對方確認(rèn)。在被動關(guān)閉過程中，DUT收到對方的FIN報(bào)文后，發(fā)送一個確認(rèn)報(bào)文給對方。

3）TCP流量控制功能及可靠性測試。該測試為了確保DUT能夠正確處理各種網(wǎng)絡(luò)狀況，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，測試項(xiàng)主要包括以下幾種。

①TCP報(bào)文重傳機(jī)制測試。該測試是TCP的一種可靠性保障機(jī)制。如果發(fā)送方?jīng)]有收到接收方的確認(rèn)報(bào)文，則會重新發(fā)送報(bào)文，直到接收到確認(rèn)為止，有效保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

②愚笨窗口綜合征避免算法測試。在TCP中，如果接收方的接收窗口過小，可能會導(dǎo)致發(fā)送方頻繁發(fā)送小的數(shù)據(jù)包，被稱為“愚笨窗口綜合征”。為避免這種情況，TCP使用一種稱為“報(bào)文重傳避免算法”技術(shù)，該技術(shù)可以使發(fā)送方等待一段時間，直到接收方有足夠的空間接收更多的數(shù)據(jù)時再發(fā)送數(shù)據(jù)。

③Nagle算法測試。一種用來減少網(wǎng)絡(luò)中不必要的小數(shù)據(jù)包數(shù)量的算法。在Nagle算法中，發(fā)送方將多個小的數(shù)據(jù)塊合并成一個大的數(shù)據(jù)塊發(fā)送，有利于縮小數(shù)據(jù)包的數(shù)量，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率。

4）IPv4報(bào)文格式與傳輸測試。在測試中，需要驗(yàn)證IPv4報(bào)文的各個字段是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以及報(bào)文在傳輸過程中的正確性。①IPv4報(bào)文格式測試：報(bào)文格式包括版本號、服務(wù)類型、總長度、頭部校驗(yàn)和、源地址、目的地址等字段；②IPv4報(bào)文傳輸測試：在傳輸過程中，報(bào)文可能會經(jīng)過分片和重組，測試時，需要驗(yàn)證分片和重組的過程是否正確。

3.2.2" 應(yīng)用層測試

應(yīng)用層協(xié)議與OSI模型的第5～7層相對應(yīng)，直接與終端用戶交互。這些協(xié)議包括但不限于：SOME/IP、DHCP、DoIP及Service Discovery，這些協(xié)議構(gòu)成了用戶可以直接使用的功能模塊，提供多樣化的服務(wù)。由于SOME/IP與DoIP是車載以太網(wǎng)重點(diǎn)引入的協(xié)議，本文著重介紹這兩個協(xié)議測試。

1）SOME/IP協(xié)議一致性測試。SOME/IP是專為車載以太網(wǎng)通信設(shè)計(jì)的一種協(xié)議，提供面向服務(wù)的可伸縮平臺，寶馬公司是其開發(fā)者和主要應(yīng)用者。車載以太網(wǎng)SOME/IP協(xié)議一致性測試參考OPEN聯(lián)盟組織中的TC8標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，具體測試包括SOME/IP Server測試和SOME/IP ETS測試[7]。SOME/IP Server測試主要對設(shè)備中運(yùn)行的SOME/IP應(yīng)用程序功能進(jìn)行評估。此過程選擇代表性的服務(wù)和操作，并通過測試平臺模仿客戶端向DUT發(fā)送請求，隨后收集DUT的響應(yīng)，以確認(rèn)其能否發(fā)出消息和響應(yīng)請求。SOME/IP ETS測試通常采用TC8指定的ETS來擴(kuò)展SOME/IP服務(wù)器測試的范圍。ETS提供了包括Method、Event和Field在內(nèi)的一整套服務(wù)，涵蓋了SOME/IP所能支持的所有數(shù)據(jù)種類。

2）DoIP協(xié)議測試。DoIP協(xié)議是DoIP利用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行汽車診斷的一種通信協(xié)議，因其傳輸數(shù)據(jù)速度快而被車載以太網(wǎng)使用，其可以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的帶寬，特別適用于需要傳輸大量數(shù)據(jù)的診斷和軟件刷新任務(wù)[8]。

DoIP數(shù)據(jù)報(bào)文由報(bào)文頭和有效數(shù)據(jù)組成，并集成于以太網(wǎng)幀內(nèi)，其數(shù)據(jù)報(bào)文的結(jié)構(gòu)如圖7所示。

對DoIP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了解與分析可促進(jìn)DoIP協(xié)議的測試[9]，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是DoIP協(xié)議測試的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。具體測試內(nèi)容如下。

①車輛診斷激活使能測試：檢查車輛是否可以正確通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行診斷操作。

②以太網(wǎng)UDS測試：檢查DUT是否能夠支持基于以太網(wǎng)的UDS協(xié)議。

③DoIP數(shù)據(jù)報(bào)文格式：檢查DUT發(fā)送和接收的DoIP數(shù)據(jù)報(bào)文是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。

④DoIP診斷流程：檢查DUT在進(jìn)行DoIP診斷時，是否按照規(guī)定的流程進(jìn)行操作。

⑤DoIP時間參數(shù)：檢查DUT在進(jìn)行DoIP診斷時，是否在規(guī)定的時間內(nèi)完成操作。

⑥刷寫測試：檢查DUT是否支持DoIP協(xié)議進(jìn)行軟件刷寫操作。

3.2.3" AVB協(xié)議測試

AVB協(xié)議測試包括部件級測試和系統(tǒng)級測試，其目的是為了驗(yàn)證協(xié)議配置與實(shí)現(xiàn)的正確性。

依據(jù)AVnu聯(lián)盟制定的測試標(biāo)準(zhǔn)，部件級測試包括車載gPTP測試、車載AVB Bridge流類測試、車載終端節(jié)點(diǎn)媒體格式和流類測試。檢測gPTP協(xié)議一致性測試，包括參數(shù)和配置、gPTP-Bridge特定測試和gPTP協(xié)議狀態(tài)機(jī)；確保對AVB Bridge的FQTSS協(xié)議進(jìn)行一致性評估，涵蓋Bridge端口優(yōu)先級映射檢查、基于信用的整形策略驗(yàn)證以及端口數(shù)據(jù)傳輸測試等環(huán)節(jié)；檢驗(yàn)對車載AVB設(shè)備的AVTP協(xié)議一致性測試，包括音頻時鐘參考格式測試、AVTP通用需求測試、流預(yù)留類測試等[10]。

系統(tǒng)級測試主要針對AVB節(jié)點(diǎn)有關(guān)的同步特性和時間參數(shù)，包含時間抖動、時延、同步性能及啟動時間，旨在驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)是否滿足系統(tǒng)的參數(shù)定義、配置需求及特定場景的應(yīng)用需求。

3.3" 功能測試

車載以太網(wǎng)功能測試是一項(xiàng)重要的汽車網(wǎng)絡(luò)通信測試，涵蓋了數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的功能驗(yàn)證。該測試確保車載以太網(wǎng)能夠滿足汽車網(wǎng)絡(luò)通信的需求，提供高效、穩(wěn)定且可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。該功能測試包含的主要測試項(xiàng)如圖8所示。

3.3.1" 數(shù)據(jù)鏈路層功能測試

數(shù)據(jù)鏈路層測試著重驗(yàn)證車載以太網(wǎng)的核心功能。首先，幀傳輸測試確保數(shù)據(jù)幀的準(zhǔn)確發(fā)送與接收，包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀和汽車定制幀；其次，測試錯誤檢測與處理功能，如CRC校驗(yàn)，以確保能夠有效識別并處理傳輸過程中的錯誤；最后，進(jìn)行兼容性測試，以確保車載以太網(wǎng)能順利與其他設(shè)備或系統(tǒng)交互。

3.3.2" 網(wǎng)絡(luò)層功能測試

網(wǎng)絡(luò)層功能測試主要聚焦于IP服務(wù)的效率和正確性。首先，進(jìn)行IP地址配置測試，包括靜態(tài)和動態(tài)分配，以確保每個設(shè)備都能正確獲取并使用IP地址；此外，測試網(wǎng)絡(luò)層的故障檢測和恢復(fù)能力，如ARP請求和ICMP錯誤消息的處理。最后，網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)品質(zhì)測試也是重要一環(huán)，如優(yōu)先級設(shè)置和帶寬管理，以確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸。

3.4" 性能測試

車載以太網(wǎng)作為現(xiàn)代汽車電子架構(gòu)的基石，其性能測試是一項(xiàng)綜合且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，覆蓋多個層面，以確保在復(fù)雜的汽車環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、安全的數(shù)據(jù)傳輸，其主要包含的測試項(xiàng)如圖9所示，主要涉及到OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，本文重點(diǎn)介紹這3層的相關(guān)內(nèi)容。

3.4.1" 數(shù)據(jù)鏈路層性能測試

數(shù)據(jù)鏈路層性能測試專注于提升車載以太網(wǎng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。包括幀傳輸速率測試，評估在不同負(fù)載下數(shù)據(jù)傳輸速率和時延，以驗(yàn)證帶寬的利用率；同時，進(jìn)行丟包率測試，檢查在網(wǎng)絡(luò)繁忙或異常情況下發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的完整性；此外，測試多設(shè)備并發(fā)通信時的性能，確保優(yōu)先級協(xié)議能有效避免關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖枞?/p>

3.4.2" 網(wǎng)絡(luò)層性能測試

網(wǎng)絡(luò)層性能測試主要關(guān)注車載以太網(wǎng)處理能力和穩(wěn)定性。首先，IP包處理能力測試，評估網(wǎng)絡(luò)層在高負(fù)荷下的吞吐量，確保其能在大量數(shù)據(jù)傳輸時保持高效性能；其次，時延測試通過衡量數(shù)據(jù)包從發(fā)送到接收所需的時間來評價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能，對于實(shí)時性要求較高的車載應(yīng)用而言，低時延至關(guān)重要；此外，丟包率測試用于檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)在壓力條件下的穩(wěn)定性，高丟包率可能影響服務(wù)品質(zhì)和用戶體驗(yàn)。丟包率的計(jì)算公式如下：

另外，路由性能測試旨在驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)層在處理復(fù)雜路由決策時的速度和準(zhǔn)確性；最后，評估網(wǎng)絡(luò)層的容錯性和恢復(fù)能力，如在故障發(fā)生后的恢復(fù)時間。

3.4.3" 傳輸層性能測試

傳輸層性能測試主要關(guān)注TCP/IP協(xié)議的效率和可靠性。首先，TCP連接建立與釋放測試，確保快速且無誤的連接建立和釋放過程；其次，評估TCP的擁塞控制算法，如慢啟動和擁塞避免，以防止網(wǎng)絡(luò)擁塞并確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。對于UDP協(xié)議，關(guān)注其無連接特性帶來的實(shí)時性能；最后，通過端到端時延和吞吐量測試，衡量數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛯?shí)時性。

4" 車載以太網(wǎng)測試方案

4.1" 物理層測試方案

目前針對車載以太網(wǎng)物理層測試，一些領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)采用軟硬件結(jié)合的測試方案，能夠較為便捷地滿足物理層標(biāo)準(zhǔn)測試的需求，在測試完成后能夠自動生成報(bào)告，便于根據(jù)報(bào)告判斷DUT是否滿足要求。測試方案在硬件方面主要采用示波器、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和測試夾具；軟件方面采用與示波器適配的軟件，可以直接安裝在示波器上進(jìn)行測試，客戶可根據(jù)具體的測試需求選擇不同的測試模式和方式，其測試框圖如圖10所示。盡管該方案能夠方便地測試DUT是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但不同廠家之間的軟硬件無法實(shí)現(xiàn)兼容，給客戶帶來極大的不便。

針對上述問題，綠測科技基于自主研發(fā)的GtestWorks軟件平臺，正致力于開發(fā)一個全新的軟件平臺，旨在實(shí)現(xiàn)對多家廠商硬件的兼容性，即無論客戶選擇哪個廠家的硬件都可以進(jìn)行測試，給客戶提供更大的選擇，方便客戶使用。該軟件的初步開發(fā)界面如圖11所示，測試過程產(chǎn)生的波形圖如圖12所示。

4.2" L2～L7層測試方案

為滿足L2～L7層測試需求，該測試方案采用網(wǎng)絡(luò)分析儀及適配軟件對DUT進(jìn)行測試，具體測試框圖如圖13所示。部分企業(yè)采用自主研發(fā)的軟硬件，能夠全方位滿足標(biāo)準(zhǔn)測試需求，并自動生成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的測試報(bào)告。然而，目前各企業(yè)間的測試方案存在顯著差異，缺乏統(tǒng)一規(guī)范的格式?，F(xiàn)有的部分企業(yè)方案雖具備全面性，可以覆蓋所有的測試項(xiàng)目，但成本相對較高，對于測試需求較少的客戶，成本效益不理想。部分企業(yè)測試方案較為精簡，未能涵蓋所有常用測試項(xiàng)，無法完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，不同廠家間的軟硬件兼容性問題也限制了客戶在硬件選擇上的靈活性，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)化。

針對上述問題，綠測科技計(jì)劃在物理層測試軟件的開發(fā)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究開發(fā)針對L2～L7層測試的軟件，旨在實(shí)現(xiàn)與各廠商軟硬件的兼容性，同時涵蓋客戶所需的測試項(xiàng)目，具有較高的性價(jià)比。例如，性能測試包含的測試標(biāo)準(zhǔn)有RFC 2544、RFC 2889、RFC 3918，初步設(shè)計(jì)界面如圖14所示。

5" 結(jié)論與展望

本文梳理了車載以太網(wǎng)發(fā)展歷程、測試項(xiàng)目及相應(yīng)的測試方案，并對當(dāng)前測試項(xiàng)目進(jìn)行詳盡闡述。鑒于現(xiàn)有測試標(biāo)準(zhǔn)及方案的局限性，介紹了綠測科技針對不同制造商軟硬件兼容性問題所進(jìn)行的創(chuàng)新性研究，綠測科技正致力于研發(fā)新款測試軟件，以期打破軟硬件之間的兼容壁壘，為客戶提供更強(qiáng)的靈活性和更大的選擇空間，具有較高的價(jià)值。

隨著車載以太網(wǎng)的快速發(fā)展，目前存在諸多挑戰(zhàn)。諸如在軟硬件技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的背景下，確保軟硬件之間的兼容性及性能穩(wěn)定成為一大挑戰(zhàn)；同時，車載以太網(wǎng)的測試標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議繁多，進(jìn)一步加劇了標(biāo)準(zhǔn)化與兼容性實(shí)現(xiàn)的難度。

未來發(fā)展過程中，一方面需要各個國際組織積極推進(jìn)車載以太網(wǎng)測試的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備的互操作性并降低成本；另一方面需要與無線通信技術(shù)深度融合，通過集成車載Wi-Fi、5G等無線連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與外部網(wǎng)絡(luò)的無線連接，為支持更加廣泛的車載服務(wù)應(yīng)用場景打下基礎(chǔ)。

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