ADASや自動運転に不可欠な車載ネットワークの高速化、今後の進展は：車載ソフトウェア（4/4 ページ）

より高い帯域幅とより低遅延のネットワークは、時間的制約のある複雑な自動車技術に対応する上で、重要な役割を担います。これらの要件の多くは、帯域幅が最大10Gbpsの車載イーサネットで対応することができます。一部のカメラの要件が最大3500Mbpsであることを考えると、そのデータをカバーする別のテクノロジーも考慮する必要があります。

[Carrie Browen（Keysight Technologies）, Kevin Kershner（Keysight Technologies），MONOist] PC用表示関連情報

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チャネルテスト

　これらの機器を接続するケーブル、コネクター、治具、ハーネスなどを、リンクまたはチャネルとよびます。

　ベクトルネットワークアナライザー（VNA：Vector Network Analyzer）は、チャネルが信号に与える影響を評価し、トランスミッターとレシーバー間でシグナルインテグリティーが維持されていることを確認します。過酷な自動車環境で使用されるケーブルの長さを考えると、インピーダンスと周波数を比較して、車両内でチャネルがどのように機能するかを予測することは重要です。

　リンクセグメントは、ケーブルとインラインコネクター、両端の嵌合型コネクターで構成されています。最終的にワイヤーハーネスは、制御データとペイロードデータの移動とリモートセンサーへの直流電力の供給を担います。

　SerDesリンクのチャネル特性は、タイムドメインと周波数ドメインの両方の解析で構成されています。これには、ケーブルシステム、MDI、治具とテストセットアップの要件を調べる必要があります。

　実際のMDIコネクターは標準的ではありませんが、MDIとケーブル間の相互作用を最小限に抑えるための厳格な仕様が幾つかあります。図4は、帯域幅が数Gbpsの車載イーサネットに使用されているH-MTD（High-Speed Modular Twisted-Pair Data）コネクターの例で、新しいSerDes規格にも使用できます。チャネルテストでは、次のようなエラーがあります。

インピーダンスのミスマッチ
信号の歪みまたは欠損
ケーブル間のクロストーク

図4：H-MTDおよびSMA（Sub Miniature Type A）を備えたMDIコネクターの例［クリックで拡大］出所：キーサイト・テクノロジー

レシーバーテスト

　レシーバーは、リンク上で送信したデータの意味を理解し、ECUやディスプレイデバイスへデータを渡す役割を担っています。レシーバーのビットエラーは、カメラ、レーダー、LiDAR（Light Detection and Ranging、ライダー）などのセーフティクリティカルなセンサーからのデータ損失や破損の原因になります。

　特に、PAM-4のような複雑な変調方式では、多くのノイズ源が同時に存在する長いチャネルを介して送信される場合、適切なレシーバー機能を果たすことはますます難しくなります。レシーバーの機能特性評価では、次のような複数のノイズ源が存在する場合のエラーレベルを測定する必要があります。

狭帯域干渉
バルク電流注入
ライン上の過渡現象
未知のケーブル・バンドルによるクロストーク

　測定セットアップには、アクティブなSerDesリンクに正確なレベルのノイズを注入するノイズ源、増幅器、結合回路を含めることができます。次に、DUTの信号品質レジスタを照会し、レシーバーがノイズの存在下でシンボルを正しく解釈できるかどうかを検証します。レシーバーテストでは、レシーバーにストレスを与えて、BERレート（符号誤り率）を維持できるか確認することが重要です。

将来の予測

　より多くのカメラとコネクティビティ、センサーを、より高精度に軽量に、高い安全性で提供することが求められるでしょう。これらの課題にシームレスに対応する車載ネットワークが必要になることは間違いありません。そして、これらの車載ネットワークには、相互運用性と安全性が必要であり、またそれをテストすることも重要になります。

参考資料

著者紹介

Carrie Browen

キーサイト・テクノロジーの自動運転車ビジネスラインを担当するプロダクトマネージャー。

Kevin Kershner

キーサイト・テクノロジーで将来の車載ネットワークソリューションの要件を定義しています。また、MIPI A-PHY、ASAおよびVESA規格会議に参画しています。

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