Messen und Testen MEMS-basierende MultiGBase-T1-FIUs verbessern Bandbreite und Lebensdauer des Testsystems

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Pickering Interfaces GmbH

Metrofunk Kabel-Union GmbH

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Pickering Interfaces ergänzt sein Sortiment an PXI-FIU-Schaltmodulen. Die Module 40-205 und 42-205 sind im Single-Slot-Formfaktor erhältlich und gehören zur Produktfamilie der Fault-Insertion-Switches mit serieller Zweidrahtschnittstelle. Sie basieren auf MEMS-Schaltern, simulieren häufige Fehler in Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsprotokollen und unterstützen Testanforderungen für MultiGBase-T1.

Die Module sind in erster Linie für HiL-Simulationsanwendungen im Automobilbereich konzipiert, insbesondere für die Designverifizierung der MultiGBase-T1-Ethernet-Netzwerkkomponenten mit hoher Bandbreite, wie ADAS-Controllern, mit Netzwerkdatengeschwindigkeiten von derzeit bis zu 10 Gbit/s. Die FIU dient zur Validierung des sicheren und konsistenten Betriebs des Controllers bei verschiedenen Verbindungsfehlern. Single Pair Ethernet wird auch in der Luft- und Raumfahrt sowie in industriellen Anwendungen zunehmend eingesetzt, weil es im Vergleich zu Standard-Ethernet-CAT-5/6-Verkabelungen einfacher zu implementieren, kostengünstiger und leichter ist.

Signalverluste reduzieren

Mit vier oder acht Kanälen Impedanz angepasster 2-Draht-Signalpfade werden Kommunikationsprotokolle vom 10Base-T1 bis zum 10GBase-T1-Automotive-Ethernet-Standard in einem einzigen Produkt unterstützt. In der Standardeinstellung durchlaufen die 2-Draht-Kanäle das Modul direkt und ohne nennenswerten Signalverlust. Alternativ kann jede Leitung als offen eingestellt oder ein Kurzschluss zwischen den Leitungspaaren erzeugt werden. Fehlerverbindungen zu einem von vier externen Signalen sind über zwei Fehlerbusse mit jeweils EMR-Umschaltung möglich. Diese simulieren typischerweise Verbindungen zur Versorgungsspannung/Masse oder resistive Fehler zwischen den Kanälen.

Dank der MEMS-Schalttechnologie des Partners Menlo Micro zeichnen sich die Signalkanäle durch geringe Einfügungsdämpfung und VSWR sowie wiederholbare HF-Eigenschaften über 6 GHz aus, wobei jeder Pfad eine nominell gleiche Einfügungsdämpfung aufweist.

Die Module minimieren zudem die Einkopplung von Rauschen und unerwünschten Signalen in den Signalpfad durch sorgfältige mechanische und elektrische Konstruktion. Jeder Kanal schaltet bis zu 0,5 A und ist für 100 V zwischen den Aderpaaren ausgelegt. Die Paare verfügen über eine kontrollierte Übertragungsleitungsimpedanz, die für die meisten Single-Twisted-Pair-Signalsysteme geeignet ist. Die Fehlerbusse können jeweils 1,6 A Strom übertragen, sodass mehrere Kanäle mit demselben Fehlerzustand verbunden werden können. Zusätzlich verfügt jeder Fehlerbus über ein EMR-Umschaltrelais, mit dem der Benutzer alternative externe Fehlerzustände auswählen kann.

Um mehrere kunden-/anwendungsspezifische MultiGBase-T1-Steckverbinderfamilien zu unterstützen, verfügt das Modul über eine einzige Hochgeschwindigkeits-Steckverbindung, die zu einer Zubehör-Anschlussbox (Breakout-Box) führt. Diese kann mehrere Steckverbinder der Rosenberger H-MTD-Serie für die Kanalverbindungen sowie einen 9-poligen D-Steckverbinder für die Fehlerbusverbindungen konvertieren. Weitere Automotive-Ethernet-Steckverbinder können auf Anfrage realisiert werden. Breakout-Module sind mit Montageoptionen entweder für Schrankböden oder zur Befestigung an einem 1HE-Standard-19-Zoll-Rack erhältlich.

Zur Unterstützung der Modulüberwachung verfügen alle Versionen über eine Relaiszyklus-Zählfunktion, mit der Anwender die am stärksten beanspruchten Pfade identifizieren können. Diese Informationen könnten eine Überarbeitung der Systemverbindungen ermöglichen, indem Signale an stark beanspruchten Kontakten mit denen an wenig beanspruchten Kontakten ausgetauscht werden, wodurch die Lebensdauer der Relais verlängert wird. Spezifiziert sind 3 Milliarden Schaltzyklen, die eine erhebliche Nutzungsdauer bedeuten, bevor ein Relais seine Lebensdauer erreicht.  (se)

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