车载以太网通信测试：牢筑车载网络的质量防线
和传统车载总线CAN/LIN/FlexRay相比，车载以太网（Ethernet）作为核心载体不仅拥有更高的传输速率（100Mbps→1Gbps→10Gbps），更因其点对点的网络拓扑结构，对开发和测试工作，提出了全新的技术需求。车载以太网控制器作为汽车核心通信载体，其基本通信性能质量直接影响智能网联汽车的功能实现（如自动驾驶、OTA升级、车联网等）。那么如何多维度保障车载以太网在实车环境中通信的可靠、高效、安全运行呢？
一、车载以太网基本通信测试的必要性
车载以太网作为汽车核心通信载体，其基本通信测试的必要性远高于传统以太网，不仅仅是单纯“验证网络通断”，也要从安全性、兼容性、合规性等多维度保障总线的可靠运行，是样车从研发到量产的“必经关卡”。本文主要针对以下几个测试方向进行讲解：
- 物理层测试主要包括主/从模式测试、高低压通信测试、链路link up测试等，是车载以太网通信的基础，决定以太网链路的稳定性；
- 数据链路层测试主要包括报文格式测试、MAC地址测试、VLAN测试等，最终确保所传输的数据“合规合法”；
- 通信一致性测试：源IP地址测试、目的IP地址测试、初始化时间测试等，主要是验证DUT发送信息与数据库定义是否一致；
- 鲁棒性测试：线路短路/开路、极性翻转测试、非法报文攻击测试等，最终确保设备在异常情况下能快速响应；
- 诊断电压范围测试：欠电压/过电压时诊断停止电压及诊断恢复电压，主要是判断电压阈值性能。
二、实测案例分享
1、物理层测试
场景模拟：
- 低压通信范围测试
- 高压通信范围测试
通过标准：
- Vlow_down、Vlow_up、Vhigh_down、Vhigh_up 满足要求（车厂自定义）。
图1低压通信范围测试结果
2、VLAN测试
图2 802.1Q中VLAN帧格式定义
在一个VLAN交换网络中，以太网帧主要有以下两种形式：
- 有标记帧（Tagged帧）：加入了4字节VLAN标签的帧。
- 无标记帧（Untagged帧）：原始的、未加入4字节VLAN标签的帧。
以太网链路包括接入链路（Access Link）和干道链路（Trunk Link）。接入链路用于连接交换机和用户终端（如用户主机、服务器等），只可以承载1个VLAN的数据帧。干道链路用于交换机间互连或连接交换机与路由器，可以承载多个不同VLAN的数据帧。在接入链路上传输的帧都是Untagged帧，在干道链路上传输的数据帧都是Tagged帧。
交换机内部处理的数据帧一律都是Tagged帧。从用户终端接收无标记帧后，交换机会为无标记帧添加VLAN标签，重新计算帧校验序列(FCS)，然后通过干道链路发送帧；同时向用户终端发送帧前，交换机会去除VLAN标签，并通过接入链路向终端发送无标记帧。基本通信性能测试中另一项重要的测试，即VLAN测试。
场景模拟：
- 数据库定义 VLAN ID、TPID、DEI、PCP 测试。
通过标准：
- DUT发送以太网报文的VLAN ID、TPID、PCP与数据库定义一致。
（a）VLAN测试数据
（b）VLAN测试报告
图2 VLAN测试结果
3、传输层测试
场景模拟：
- TCP 的 MSS 值测试。
- UDP 使能 checksum 测试。
通过标准：
（a）TCP 的 MSS测试数据及测试报告
（b）UDP 报文的 checksum测试数据及测试报告
图3 传输层测试结果
此外，常见的测试项目还包括IP地址、TCP/IP初始化、诊断初始化、TCP/UDP源、目的端口测试等。
结语
车载以太网基本通信性能测试是整车功能逻辑开发验证的“把控”关节，从“合规性、可靠性、鲁棒性”等维度为智能网联汽车“核心通信载体”创建了一套“质量门槛”，既满足了技术突破的性能要求，又死守了功能逻辑正确性的底线，更保障了不同芯片厂商协作的兼容性，最终确保车载以太网在复杂网络环境中稳定运行，支撑自动驾驶、车路协同等核心功能的实现。如果大家想了解更多关于车载以太网的内容，可以直接留言或者将需求发送至邮箱market@dotrustech.com，期待与您深入交流！