10BASE-T1S：引领车载以太网络新时代

随着汽车行业向全互联和软件定义车辆（SDV）发展，车载网络技术也必须不断更新，以满足日益增长的数据需求，同时保持成本效益和可靠性。作为车载以太网的重要创新，10BASE-T1S 提供了一种低成本，可扩展的解决方案，旨在简化车载网络（IVN）架构，同时确保数据通信的稳定性。本文将探讨 10BASE-T1S 的基础知识，其独特特性以及如何有效测试其性能。

10BASE-T1S 核心关键特点

10BASE-T1S源自IEEE 802.3cg-2019标准，采用单对以太网（SPE）技术，实现多点（multi-drop）网络拓扑。这一设计突破了传统点对点以太网的局限，让多个节点可以共享一对双绞线进行通信，大幅降低了布线复杂度和系统成本。

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 信号特性

10BASE-T1S采用的差分曼彻斯特编码（DME），在每个比特周期内都有电平变化，这使得接收方能够轻松识别比特的边界，从而提升了同步精度，并降低了对电磁干扰（EMI）的敏感性。这一特性使其特别适用于对信号可靠性要求较高的汽车应用。

10BASE-T1S 多点拓扑结构

与传统的点对点以太网连接不同，10BASE-T1S 允许多台设备共用一对双绞线，这种类似总线型的架构，减少了网络需要的连接器和电缆的数量，从而显著降低了系统的重量和成本。然而，多点网络的实施也面临着一些技术挑战。例如，信号反射以及多个节点争用网络资源等问题，从而需要通过 PLCA（物理层碰撞避免）协议来进行妥善管理。

PLCA 协议

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：

• 周期性信标（Beacon）信号 启动访问周期。
• 节点按轮询顺序（Round-Robin）获得发送机会（TOs）。
• 如果节点有数据要发送，则在获得 TO 后立即发送。
• 如果节点没有数据，则跳过 TO，提高传输效率。

PLCA 机制确保了可预测的延迟，并减少了因碰撞而导致的重传，使 10BASE-T1S 成为对时间敏感型汽车应用的理想选择。

如何测试 10BASE-T1S：案例分析

GRL提供全方位测试解决方案确保您，的 10BASE-T1S 网络的可靠性，信号完整性以及符合 IEEE 和 OPEN Alliance 标准：

1. PMA（物理介质连接）层测试
   • 发送端（Tx）和接收端（Rx）测试，以评估信号完整性、抖动和误码率。
   • 采用噪声发生器进行抗干扰压力测试，评估系统的稳定性。
2. PCS（物理编码子层）和 PLCA 协议测试
   • 帧结构验证，确保符合 PLCA 时序要求。
   • 互操作性测试，确认与不同供应商设备的兼容性。
3. Multi-Drop (多节点)网络性能测试
   • 反射和阻抗分析，以检测信号完整性问题。
   • 时延和吞吐量测试，评估实际应用中的网络性能。

GRL 助力 10BASE-T1S 测试

随着10BASE-T1S在汽车行业的广泛应用，严格的测试验证对确保其顺利集成至车载网络变得愈发重要。凭借深厚的行业经验和领先技术，GRL致力于帮助工程师高效验证 10BASE-T1S 方案的性能和兼容性。