UNH-IOL: penguji ujian komunikasi

Keynote (Google I/O '18) (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

The University of New Hampshire Interoperability Lab menetapkan piawaian untuk menguji peranti baru yang digunakan dalam teknologi berwayar dan tanpa wayar

DENGAN MARTIN ROWE, Editor Teknikal Kanan, Ujian & Pengukuran
EDN dan EE Times
www.edn.com, www.eetimes.com

Apabila anda menyambungkan Ethernet, Wi-Fi, storan data, jalur lebar, atau peranti lain kepada satu sama lain, ada peluang yang baik untuk bekerja kerana University of New Hampshire Interoperability Lab (UNH-IOL). Terletak di Durham, kakitangan kejuruteraan UNH-IOL dan pelajar membangunkan rancangan ujian, perkakasan reka bentuk, dan menulis kod tertanam dan aplikasi untuk menguji banyak hubungan komunikasi. Selalunya, makmal ini adalah yang pertama untuk membangunkan alat ujian, yang kemudian menjadi pakai sebagai standard untuk interoperability dan pengujian kepatuhan.

Untuk mengetahui bagaimana UNH-IOL berfungsi dengan pengeluar silikon dan ujian, Produk Elektronik melawat makmal pada 18 Dis, 2017. Ketua Jurutera Bob Noseworthy dan Pengurus Kanan Ethernet Technologies Curtis Donohue menjelaskan bagaimana makmal berfungsi, dengan tumpuan pada Ethernet automotif.

UNH-IOL adalah sebuah makmal ujian mandiri yang dibiayai sendiri yang bersekutu dengan universiti. Syarikat-syarikat ahli yang menggunakan peralatan dan perkhidmatan ujian makmal dan menghadiri plugfests membayar yuran tahunan. Makmal ini juga menghasilkan laporan ujian untuk syarikat-syarikat anggota untuk menunjukkan piawaian pematuhan kepada pelanggan mereka.

Manakala ramai pelanggan makmal adalah syarikat semikonduktor yang ingin menguji silikon terkini mereka, syarikat lain seperti pengeluar kabel turut menyertai. Peralatan ujian dan peralatan rangkaian juga memainkan peranan, sering mendermakan produk mereka ke makmal. Peralatan rangkaian pelbagai makmal membolehkan syarikat-syarikat ahli menguji keserasian ke belakang.

Sebelum ada peralatan ujian
Kerana banyak pelanggan makmal yang merekabentuk IC untuk teknologi yang baru muncul, sering terdapat peralatan ujian tidak tersedia secara komersil. Oleh itu, UNH-IOL kerap mengembangkan perkakasan dan perisian ujian sendiri. Di bawah pengawasan staf, pelajar sering mengembangkan perisian berdasarkan rancangan ujian. Setelah alat beroperasi, pelajar menggunakannya untuk menguji produk pelanggan.

"Rancangan ujian membentuk bagaimana kami membangunkan alat ujian dan apa yang perlu dilakukan, " kata Noseworthy. "Syarikat-syarikat ahli datang untuk plugfests atau bekerja dengan kami untuk mengesahkan pelan ujian, ujian interoperability, dan alat ujian pematuhan. Ahli sering menduplikat perkakasan kami dan menggunakan perisian kami di makmal mereka. "

Automotif Ethernet
Kerana pembuat kereta memasukkan Ethernet ke dalam kenderaan, UNH-IOL terlibat dalam membangunkan piawaian baru, alat ujian, dan rancangan ujian. Automotif Ethernet yang berjalan pada 100 Mbps tidak lama lagi tidak akan cukup pantas untuk memindahkan data dari jumlah sensor dan kamera yang semakin meningkat dalam kenderaan. Kenderaan yang mempunyai autonomi dan pemandu bergantung pada peranti ini. Menyambung setiap dengan wayar sendiri tidak dapat dilakukan kerana kos dan kekangan berat. Itulah sebabnya produk 1000BASE-T1 (IEEE 802.3 bp) mula muncul. UNH-IOL mengumumkan perkhidmatan pengujian 1000BASE-T1nya pada 17 Januari 2018. (T1 merujuk kepada hubungan dua dawai, berbanding dengan kabel lapan-wayar tradisional.) Staf dan pelajar makmal bekerja rapat dengan One Pair Ethernet (OPEN) Alliance, sebuah organisasi yang menggalakkan penggunaan sepasang wayar dalam kenderaan dan pembangunan IC-fleksibel lapisan (PHY). Rajah 1 menunjukkan salah satu bangku makmal yang digunakan untuk menguji produk Ethernet automotif.

Gambar 1: Pelajar di UNH-IOL menulis kod untuk alat ujian makmal, kemudian gunakan alat untuk menguji produk-produk komunikasi data. Di sini, Chris Bridges (kelas UNH tahun 2017) menguji produk automotif Ethernet di makmal.

Pada masa ini, UNH-IOL mempunyai alat ujian untuk 100BASE-T1 dan 1000BASE-T1. Salah satu alat itu disebut BitPhyre, sebuah papan berasaskan FPGA yang boleh didapati secara komersial yang menjalankan firmware yang dibangunkan di makmal. Rajah 2 menunjukkan papan FPGA dengan kad mezanin yang direka oleh makmal, yang menyediakan Ethernet PHY.

Gambar 2: Jurutera dan pelajar UNH-IOL yang direka bentuk kad mezanin yang melekat pada papan FPGA yang digunakan untuk menguji Ethernet automotif. Kad mezanin menambah PHY.

Alat BitPhyre membolehkan pelajar menguji bukan sahaja PHY, tetapi protokol Kawalan Akses Media (MAC) juga. Papan FPGA boleh dikonfigurasi semula, bermakna ia boleh menguji banyak IC PHY yang berbeza hanya dengan memuat turun firmware dan melampirkan kad mezanin yang sesuai.

Pelajar menggunakan perisian analisis isyarat yang ditulis di makmal untuk mengukur parameter seperti amplitud dan jitter. Satu osiloskop menangkap dan mendigit isyarat untuk analisis pada PC. Rajah 3 menunjukkan salah satu bangku makmal yang digunakan untuk menguji peranti Ethernet PHY automotif.

Rajah 3: Sebuah bangku uji biasanya mempunyai oscilloscope untuk menangkap isyarat yang bergerak di antara pemancar dan penerima. Perisian PC kemudian melakukan analisis pada parameter seperti jitter.

Walaupun perisian untuk menguji isyarat 100BASE-T1 telah tersedia secara komersil untuk beberapa waktu, UNH-IOL terus menggunakan perisian yang dibangunkan secara dalaman. Mengapa? Oleh kerana pada saat perangkat lunak komersial tersedia, perangkat lunak lab telah melewati beberapa pengulangan. Dengan perisian yang ditulis secara dalaman, jurutera UNH-IOL, pelajar, dan pelanggan tahu dengan tepat apa yang dilakukannya dan bagaimana. "Kami perlu membuktikan kepada pelanggan bahawa ujian kami adalah sah dan mematuhi piawaian, " kata Donohue. Noseworthy menambah, "Terdapat banyak alat yang menangkap dan menghasilkan bingkai, tetapi kita boleh mencabar pelanggan untuk memecahkan bit pada wayar dan melihat bahawa kita melakukannya dengan betul. Kami juga boleh menyuntik kesilapan, sesuatu yang sering dilakukan oleh perisian ujian komersial. "

Sistem infotainment biasanya merupakan aplikasi pertama yang digunakan Ethernet automotif kerana mereka yang paling kritikal dan boleh mentolerir kesilapan dan latensi. Tetapi kerana sistem lain melekat pada rangkaian, kebolehpercayaan dan masa mengambil peranan penting. Itulah sebabnya UNH-IOL sangat terlibat dalam menguji rangkaian sensitif masa (TSN). Dilahirkan dari pro-audio dan aplikasi perindustrian untuk rangkaian latensi rendah, Avnu Alliance telah membangunkan piawaian TSN, yang mana UNH-IOL telah membangunkan rancangan dan alat uji.

Pelajar mendapat pengalaman kerja
Bukan sahaja UNH-IOL menyediakan alat dan perkhidmatan ujian, ia juga menyediakan pelajar dengan pengalaman tangan yang boleh diambil ke industri selepas tamat pengajian. Memandangkan kadar perolehan sebanyak 25% setahun, kakitangan sentiasa mengupah pelajar baru. Lawatan saya berlaku seminggu selepas final dan sebelum cuti. Pada minggu ini dan semasa rehat sekolah lain, makmal ini mempunyai kakitangan yang lengkap kerana pelajar tidak mempunyai tanggungjawab kursus. Semasa semester, pelajar biasanya bekerja 12 hingga 15 jam seminggu, dengan maksimum 20 jam seminggu. Lagipun, pelajar-pelajar ini juga membawa beban penuh kursus. Makmal ini juga mencapai peningkatan warga tua di sekolah menengah tempatan, yang menyediakan latihan magang musim panas. Seorang pelajar yang kini menjadi warga UNH telah bekerja di makmal selama lima tahun.

Kerana pelajar sering bekerja secara langsung dengan syarikat-syarikat yang menggunakan kemudahan makmal, mereka mendapat kenalan yang sering menyebabkan kerja sepenuh masa selepas menamatkan pengajian. Walaupun anda menjangkakan pelajar bekerja untuk syarikat semikonduktor, sesetengah bekerja di pusat data di syarikat insurans dan bank. Sesetengah pelajar yang bekerja di makmal utama dalam teknologi maklumat, walaupun majoriti major dalam kejuruteraan elektrik atau komputer.