UNH-IOL: arbitrul de testare a comunicațiilor

UNH Interoperability Lab (IOL) (Mai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Laboratorul de interoperabilitate al Universității din New Hampshire stabilește standardul pentru testarea dispozitivelor emergente utilizate în tehnologiile prin cablu și fără fir

DE MARTIN ROWE, Editor senior tehnic, Test & Measurement
EDN și EE Times
www.edn.com, www.eetimes.com

Atunci când conectați unul la celălalt Ethernet, Wi-Fi, stocare de date, bandă largă sau multe alte dispozitive, există o șansă bună ca acesta să funcționeze datorită Laboratorului de Interoperabilitate al Universității din New Hampshire (UNH-IOL). Situat în Durham, personalul de inginerie al UNH-IOL și studenții dezvoltă planuri de testare, hardware-ul de proiectare și scriu cod încorporat și aplicații pentru testarea multor linkuri de comunicații. Adesea, laboratorul este primul care dezvoltă instrumente de testare, care apoi devin adoptate ca standard pentru interoperabilitate și testare a conformității.

Pentru a afla cum funcționează UNH-IOL cu producătorii de siliciu și de testare, produsele electronice au vizitat laboratorul în 18 decembrie 2017. Șeful inginerului Bob Noseworthy și senior managerul tehnologiei Ethernet, Curtis Donohue, a explicat cum lucrează laboratorul, cu accent pe Ethernet pentru automobile.

UNH-IOL este un laborator independent de testare auto-finanțat afiliat la universitate. Companiile membre care folosesc echipamentele de laborator și serviciile de testare și participă la plugfest plătesc o taxă anuală. De asemenea, laboratorul produce rapoarte de testare pentru companiile membre pentru a arăta respectarea standardelor față de clienții lor.

În timp ce mulți dintre clienții laboratorului sunt companii de semiconductori care doresc să testeze ultimul lor siliciu, alte companii precum producătorii de cablu se alăture. Echipamentele de echipamente de testare și de echipare a echipamentelor de rețea joacă, de asemenea, un rol important, donând adesea produsele lor la laborator. Echipamentul vast de echipamente de rețea permite laboratoarelor membre să testeze compatibilitatea înapoi.

Înainte de echipamentul de testare
Deoarece mulți dintre clienții laboratorului proiectează IC-uri pentru tehnologii emergente, de multe ori nu există echipament de testare disponibil în comerț. Astfel, UNH-IOL își dezvoltă deseori propriul hardware și software de testare. Sub supravegherea personalului, studenții dezvoltă adesea software-ul pe baza planurilor de testare. Odată ce uneltele sunt în funcțiune, elevii le folosesc pentru a testa produsele clientului.

"Planul de testare formează modul în care dezvoltăm un instrument de testare și ce trebuie să facă", a spus Noseworthy. "Companiile membre vin la plugfest sau lucrează cu noi pentru a valida planul de testare, testele de interoperabilitate și instrumentele de testare a conformității. Membrii deseori duplică hardware-ul nostru și folosesc software-ul nostru în laboratoarele lor. "

Automotive Ethernet
Deoarece producătorii de automobile încorporează echipamente Ethernet în vehicule, UNH-IOL este implicat în dezvoltarea de noi standarde, instrumente de testare și planuri de testare. Automotive Ethernet care rulează la 100 Mbps în curând nu va fi suficient de rapid pentru a muta date din numărul tot mai mare de senzori și aparate de fotografiat din vehicule. Autovehiculele și vehiculele asistate de sofer se bazează pe aceste dispozitive. Conectarea fiecăruia cu perechea firelor proprii nu este fezabilă datorită constrângerilor de cost și de greutate. De aceea încep să apară produsele 1000BASE-T1 (IEEE 802.3 bp). UNH-IOL a anunțat serviciile de testare 1000BASE-T1 pe 17 ianuarie 2018. (T1 se referă la o legătură cu două fire, spre deosebire de cablul tradițional cu opt fire). Personalul și studenții laboratorului lucrează îndeaproape cu Ethernet One pair (OPEN), o organizație care încurajează utilizarea unei singure perechi de fire în vehicule și dezvoltarea unor IC-uri cu strat fizic (PHY). Figura 1 prezintă o bancă de laborator utilizată pentru testarea produselor Ethernet pentru automobile.

Figura 1: Elevii de la UNH-IOL scriu cod pentru instrumentele de testare ale laboratorului, apoi folosesc instrumentele pentru a testa produsele de comunicații de date. Aici, Chris Bridges (clasa UNH din 2017) testează produsele Ethernet pentru automobile în laborator.

În prezent, UNH-IOL dispune de unelte de testare pentru 100BASE-T1 și 1000BASE-T1. Un astfel de instrument este numit BitPhyre, o placă comercială bazată pe FPGA care rulează firmware dezvoltat în laborator. Figura 2 prezintă placa FPGA cu o cartelă de mezzanine proiectată în laborator, care asigură conexiunea Ethernet PHY.

Figura 2: Inginerii și studenții UNH-IOL au proiectat o cartelă de tip mezanin care se atașează la o placă FPGA folosită pentru a testa Ethernet pentru automobile. Cardul mezanin adaugă PHY.

Instrumentul BitPhyre le permite elevilor să testeze nu numai protocolul PHY, ci și protocolul său pentru controlul accesului la mass-media (MAC). Placa FPGA este reconfigurabilă, ceea ce înseamnă că poate testa mai multe IC-uri diferite PHY pur și simplu prin descărcarea firmware-ului și atașarea cardului mezanin corespunzător.

Elevii folosesc software-ul de analiză a semnalelor scrise în laborator pentru a măsura parametrii precum amplitudinea și jitterul. Un osciloscop captează și digitizează semnalul pentru analiză pe un PC. Figura 3 prezintă o bancă de laborator utilizată pentru testarea dispozitivelor Ethernet PHY auto.

Figura 3: O bancă de testare are în mod obișnuit un osciloscop pentru captarea semnalelor care se deplasează între transmițătoare și receptoare. Software-ul PC efectuează apoi analiza parametrilor, cum ar fi bruiajul.

Deși software-ul pentru testarea semnalelor 100BASE-T1 a fost disponibil comercial de ceva timp, UNH-IOL continuă să utilizeze software-ul dezvoltat in-house. De ce? Deoarece software-ul comercial este disponibil, software-ul laboratorului a trecut deja prin mai multe iterații. Cu software-ul scris intern, inginerii UNH-IOL, studenții și clienții știu exact ce face și cum. "Trebuie să dovedim clienților că testările noastre sunt valabile și respectă standardele", a spus Donohue. Noseworthy a adăugat: "Există o mulțime de instrumente care capturează și generează cadre, dar putem provoca clienții să decodeze biții de pe fir și să vadă că o facem corect. De asemenea, putem injecta erori, ceva ce software-ul de testare comercială adesea nu poate face. "

Sistemele Infotainment sunt de obicei primele aplicații instalate de Ethernet pentru automobile, deoarece sunt cele mai puțin critice și pot tolera erorile și latența. Dar, pe măsură ce alte sisteme se atașează la rețea, fiabilitatea și calendarul preiau roluri importante. De aceea, UNH-IOL este puternic implicat în testarea rețelelor sensibile la timp (TSNs). Născut din aplicații pro-audio și industriale pentru rețele cu latență redusă, Alianța Avnu a elaborat standarde TSN, pentru care UNH-IOL a elaborat planuri de testare și instrumente.

Elevii obțin experiență de lucru
Nu numai că UNH-IOL furnizează instrumente și servicii de testare, ci oferă și studenților experiențe practice pe care le pot lua în industrie după absolvire. Dat fiind o rată a cifrei de afaceri de 25% pe an, membrii personalului recrutează în mod constant noi studenți. Vizita mea a avut loc în săptămâna de după finală și înainte de sărbători. În această săptămână și în timpul altor pauze școlare, laboratorul este complet personal, deoarece elevii nu au responsabilități de curs. În timpul semestrelor, studenții lucrează de obicei 12-15 ore pe săptămână, cu maximum 20 de ore pe săptămână. La urma urmei, acești studenți au, de asemenea, o încărcătură completă de cursuri. De asemenea, laboratorul ajunge la seniori în ascensiune la liceele locale, oferind stagii de vară. Un student care este acum un senior UNH a lucrat la laborator timp de cinci ani.

Deoarece studenții lucrează adesea direct cu companiile care utilizează facilitățile laboratorului, aceștia dobândesc contacte care duc adesea la locuri de muncă full-time după absolvire. În timp ce te-ai aștepta ca elevii să lucreze pentru companii de semiconductori, unii muncesc în centre de date la companii de asigurări și bănci. Unii studenți care lucrează în laboratorul major în tehnologia informației, deși majoritatea majoră în inginerie electrică sau informatică.