TC10以太網休眠喚醒測試詳細指南！

概述

        在上一篇文章中，我們了解了TC10規范的內容，并掌握了基于以太網鏈路的物理層休眠喚醒機制。為了確保不同廠商的設備在以太網休眠喚醒功能上的互操作性，OPEN Alliance制定了詳細的測試規范。

        · 測試規范

        針對以太網休眠喚醒機制的測試，包含在各個以太網速率下的IOP測試規范中，具體如下：

        · 《10BASE-T1S Interoperability Test Suite》

        · 《100BASE-T1 Interoperability Test Suite》

        · 《1000BASE-T1 Interoperability Test Suite》

        · 《MultiGBASE-T1 Interoperability Test Suite》(draft)

        本文仍以1000BASE-T1速率為示例，介紹休眠喚醒互操作性測試的相關內容，包括測試環境、測試用例以及典型測試用例舉例。

測試環境

        休眠喚醒測試需要在特定的測試環境下進行，以確保測試結果的準確性和可重復性，休眠喚醒相關的測試拓撲如圖 1所示。測試環境通常包括以下幾個關鍵部分：

        · 被測設備（DUT）：即支持1000BASE-T1標準的設備，通常具有一個或多個以太網PHY芯片或模塊。DUT需要具備休眠喚醒功能，并且能夠通過軟件或硬件控制進入休眠狀態或被喚醒。

        · 鏈路伙伴（LP，Link Partner）：與DUT連接的設備，通常也是一個支持1000BASE-T1標準的設備。LP用于模擬實際網絡中的通信伙伴，確保DUT在休眠喚醒過程中能夠正確響應。

        · 通信信道：DUT和LP之間的通信信道（Eth Link1和Eth Link2）需要符合1000BASE-T1標準的要求，通常使用雙絞線進行連接。根據不同的測試用例和測試對象，可以配置其鏈路狀態為Link up或Link down。例如，當被測對象為非Switch節點時，只需要連接其中一條信道即可。

        · 控制信道：DUT和Link Partner均需要提供控制信道，使得PC可以通過控制信道控制DUT和Link Partner進入休眠/喚醒狀態，同時獲取關鍵狀態的時刻（如：發出喚醒指令的時刻）。

圖 1 休眠/喚醒測試拓撲示意圖

       測試環境還需要滿足如下前提條件：

        · DUT可提供重啟或配置HPY的接口

        · DUT可提供控制PHY進入休眠狀態的接口

        · 測試拓撲可反饋重要時間參數

測試用例

        休眠喚醒測試規范中定義了多個測試用例，涵蓋了休眠喚醒的諸多方面，主要分為以下幾類：

        · 喚醒接收測試：測試DUT在接收到喚醒脈沖（WUP）或喚醒請求（WUR）后，能否正確喚醒并建立鏈路

        · 喚醒傳輸測試：測試DUT在本地或遠程觸發喚醒請求后，能否正確發送喚醒脈沖或喚醒請求

        · 喚醒轉發測試：測試DUT在接收到喚醒請求后，能否正確將喚醒請求轉發到其他鏈路伙伴

        · 休眠測試：測試DUT在接收到休眠請求后，能否正確進入休眠狀態并保持該狀態

        具體測試用例見圖 2。

圖 2 1000BASE-T1 Sleep/Wake-up Test Cases

測試用例生成

        測試用例定義了詳細的測試步驟和通過標準，確保測試結果的準確性和一致性。本文將挑選典型測試用例進行介紹。

        · 示例1：喚醒接收測試（WAKE_IOP_03）

        測試目的：確保DUT能夠在接收到喚醒脈沖（WUP）后，正確喚醒并建立鏈路

        測試環境配置：如圖3所示

        測試步驟：

        1）將DUT連接到鏈路伙伴（LP），并確保DUT處于休眠狀態。

        2）在LP上觸發喚醒請求（WUP）。

        3）記錄DUT從接收到喚醒請求到信號化喚醒的時間（t_wkp_unpwrd）。

        4）記錄DUT從信號化喚醒到建立鏈路的時間（t_wkp_link-up）。

        5）監控鏈路狀態，確保鏈路在建立后保持穩定。

        通過標準：

        ?  t_wkp_unpwrd < 17ms

        ?  t_wkp_link-up ≤ 100ms

        ?  鏈路建立后無中斷

圖 3 WAKE_IOP_03測試環境配置示意圖

        · 示例2：喚醒傳輸測試（WAKE_IOP_07）

        測試目的：確保DUT能夠在本地觸發喚醒請求后，正確發送喚醒脈沖（WUP）

        測試環境配置：如圖 4所示

        測試步驟：

        1）將DUT連接到鏈路伙伴（LP），并確保DUT處于休眠狀態。

        2）在DUT上觸發本地喚醒請求。

        3）記錄DUT從觸發喚醒請求到LP信號化喚醒的時間（TWU_link_passive）。

        4）記錄DUT從信號化喚醒到建立鏈路的時間（t_wkp_link-up）。

        5）監控鏈路狀態，確保鏈路在建立后保持穩定。

        通過標準：

        ?  TWU_link_passive < 2ms

        ?  t_wkp_link-up ≤ 100ms

        ?  鏈路建立后無中斷

圖 4 WAKE_IOP_07測試環境配置示意圖

        · 示例3：喚醒轉發測試（WAKE_IOP_11）

        測試目的：確保DUT在接收到喚醒請求后，能夠正確將喚醒請求轉發到其他鏈路伙伴

        測試環境配置：如圖 5所示

        測試步驟：

        1）將DUT的兩個端口分別連接到兩個不同的端口，并確保DUT處于休眠狀態。

        2）LP控制在P2‘ 端口上觸發喚醒請求（WUR）。

        3）記錄DUT從接收到喚醒請求到LP1信號化喚醒的時間（t_wkp_fwd）。

        4）監控鏈路狀態，確保鏈路在建立后保持穩定。

        通過標準：

        ?  t_wkp_fwd < 5ms

        ?  鏈路建立后無中斷

圖 5 WAKE_IOP_11測試環境配置示意圖

        · 示例4：本地休眠測試（WAKE_IOP_17）

        測試目的：確保DUT在接收到休眠請求后，能夠正確進入休眠狀態并保持該狀態.

        測試環境配置：如圖 6所示

        測試步驟：

        1）將DUT連接到鏈路伙伴（LP），并確保鏈路處于活動狀態。

        2）在DUT上觸發本地休眠請求。

        3）記錄DUT從觸發休眠請求到進入休眠狀態的時間（t_sleep）。

        4）監控DUT和LP的休眠狀態，確保兩者在進入休眠狀態后保持穩定。

        通過標準：

        ?  t_sleep < 16ms

        ?  DUT和LP在進入休眠狀態后無中斷

圖 6 WAKE_IOP_17測試環境配置示意圖

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總結

        休眠喚醒互操作性測試是確保車載以太網設備在低功耗模式下正常工作的關鍵步驟。通過詳細的測試用例和嚴格的通過標準，OPEN Alliance的測試規范確保了不同廠商設備之間的互操作性。無論是設備制造商還是系統集成商，都可以通過這些測試用例來驗證設備的休眠喚醒功能，確保其在復雜的車載網絡環境中能夠穩定運行。

        經緯恒潤作為OPEN聯盟會員和AUTOSAR聯盟的高級合作伙伴，長期為國內外各大OEM和供應商提供涵蓋TCP/IP、SOME/IP、DoIP、AVB、TSN、DDS等技術領域的設計和測試咨詢服務，積極研發和探索車載網絡前沿技術的工程應用。通過多個項目的實踐經驗，已建立了高質量、本土化的設計與測試一體化解決方案，為整車網絡架構提供可靠支持。

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