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Decodifica e analisi segnali Automotive Ethernet 10Base-T1SIl pacchetto software 10Base-T1S TDME introdotto da Teledyne LeCroy per le sue famiglie di oscilloscopi offre potenti funzionalità per la decodifica di protocollo, l'impostazione del trigger, le misure e la visualizzazione dei segnali a livello fisico del bus seriale Automotive Ethernet con trasmissione su singolo doppino in rame a 10 Mb/s.

Teledyne LeCroy è il primo produttore a integrare l'analisi di una rete intraveicolare in un oscilloscopio con una soluzione di trigger e decodifica dedicata a questo bus standard emergente.

Il passaggio verso la guida autonoma o assistita dai sistemi elettronici ADAS, insieme all'elettrificazione, sono le due principali tendenze della tecnologia automobilistica di oggi e del prossimo futuro.

Entrambe le tecnologie richiedono una maggiore informatizzazione dei veicoli, in quanto richiedono lo scambio di grandi quantità di dati in tempo reale. Per renderlo possibile, è necessaria la presenza di una rete all'interno del veicolo caratterizzata da un'elevata ridondanza e poche unità centrali, realizzabile ai minori costi possibili e garantisca la massima affidabilità.

La definizione dello standard 10Base-T1S è un passo importante per favorire la conversione di tutte le reti di comunicazione intraveicolari alle tecnologie basate su Ethernet, per ridurre la complessità delle reti, aumentarne al contempo l'affidabilità e la velocità.

Decodifica protocollo 10Base-T1S

Lo standard 10Base-T1S rappresenta un po' l'anello mancante nell'ecosistema di Automotive Ethernet e consente di supportare una vera connettività Ethernet a 10 Mb/s fino ai nodi periferici, in cui sensori e attuatori diventano parte della rete Ethernet stessa.

Un aspetto unico dello standard 10BASE-T1S, che lo differenzia da tutte le altre tecnologie Ethernet per autoveicoli, è il supporto di una topologia multidrop, in cui più nodi sono collegati sullo stesso cavo a doppino in rame non schemato, una topologia che rimanda ai primordi della rete Ethernet (basata un tempo su connessioni multiple a un unico cavo coassiale)

Un'altra distinzione è l'uso della metodologia PLCA (Physical Layer Collision Avoidance) come meccanismo di accesso al mezzo trasmissivo. Per evitare collisioni di pacchetti di dati, ogni nodo di rete ha un ID fisso e un'opportunità di trasmissione assegnata secondo il principio di rotazione.

Topologia multidrop delle reti 10BASE-T1S (fonte: Analog Devices Inc.)

Le funzioni del software TDME

Il pacchetto software 10Base-T1S TDME di Teledyne LeCroy è stato pensato per offrire agli sviluppatori di sistemi elettronici per l'automobile la visione di tutti i parametri rilevanti per il sistema di comunicazione, aiutando a verificare l'integrità del segnale e a trovare più rapidamente gli errori eventualmente presenti a livello fisico o di protocollo per la trasmissione dati.

Le varie funzionalità offerte dal software di Teledyne LeCroy possono essere raggruppate in base alle lettere dell'acronimo TDME:

  • T (Trigger): Mappatura automatica dell'ID del nodo a un indirizzo MAC in base all'analisi del ciclo PLCA. È possibile attivare il trigger su Beacon, ID, ID + DATA, Commit/Sync, ESD ed errore CRC. Impostazione di trigger condizionati sui dati con condizioni complesse. È particolarmente utile in situazioni in cui si devono monitorare eventi anomali, ad esempio quando un utente segnala una velocità del motore troppo bassa o troppo alta, o una temperatura del liquido di raffreddamento troppo alta.
  • D (Decode): Un overlay trasparente con evidenziazione a colori delle diverse aree del protocollo e dell'intero pacchetto di messaggi facilita la comprensione delle informazioni sui dati seriali. A differenza di altre soluzioni in cui le informazioni di decodifica del protocollo sono visualizzate al di fuori del segnale, qui la rappresentazione del segnale e la decodifica del protocollo sono correlate direttamente sul display. Se la lunghezza dell'acquisizione si allunga o si accorcia, la sovrimpressione della decodifica si adatta per visualizzare la giusta quantità di informazioni.
    Una tabella interattiva riassume i risultati delle informazioni decodificate, così l'oscilloscopio si trasforma in un analizzatore di protocollo. Personalizzando e filtrando la tabella, vengono visualizzati solo i dati di interesse. Toccando o facendo clic su un messaggio nella tabella, viene automaticamente visualizzata la forma d'onda corrispondente come zoom sullo schermo. Ogni tabella può essere esportata per l'analisi offline. Nella tabella possono essere visualizzati contemporaneamente fino a quattro diversi segnali decodificati di qualsiasi tipo.
  • M (Measure): La verifica rapida di causa ed effetto attraverso misure di temporizzazione automatizzate tra pacchetti di dati o della correlazione temporale tra segnali analogici e pacchetti di dati aiuta a comprendere i problemi di temporizzazione del meccanismo di accesso PLCA. Il contenuto dei dati seriali (digitali) può essere convertito in un valore analogico e tracciato sullo schermo dell'oscilloscopio per monitorare il suo andamento nel tempo. Queste funzioni consentono di eseguire più rapidamente la validazione del bus e di identificare meglio eventuali errori. 
  • E (Eye Diagram): La possibilità di filtrare i dati decodificati in base a specifici ID utente, insieme alla visualizzazione del diagramma a occhio, aiuta a identificare i problemi del livello fisico e del ciclo PLCA. La misurazione dei parametri dell'occhio per quantificare le prestazioni del sistema e la maschera personalizzata aiutano a identificare le anomalie. La violazione della maschera può essere visualizzata graficamente e l'acquisizione dell'oscilloscopio può essere interrotta automaticamente per effettuare ulteriori analisi specifiche sui segnali acquisiti.

 

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