原创 TC10以太网休眠唤醒测试详细指南！

概述

        在上一篇文章中，我们了解了TC10规范的内容，并掌握了基于以太网链路的物理层休眠唤醒机制。为了确保不同厂商的设备在以太网休眠唤醒功能上的互操作性，OPEN Alliance制定了详细的测试规范。

• 测试规范

        针对以太网休眠唤醒机制的测试，包含在各个以太网速率下的IOP测试规范中，具体如下：

• 《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速率为示例，介绍休眠唤醒互操作性测试的相关内容，包括测试环境、测试用例以及典型测试用例举例。

测试环境

        休眠唤醒测试需要在特定的测试环境下进行，以确保测试结果的准确性和可重复性，休眠唤醒相关的测试拓扑如图 1所示。测试环境通常包括以下几个关键部分：

• 被测设备（DUT）：即支持1000BASE-T1标准的设备，通常具有一个或多个以太网PHY芯片或模块。DUT需要具备休眠唤醒功能，并且能够通过软件或硬件控制进入休眠状态或被唤醒。
• 链路伙伴（LP，Link Partner）：与DUT连接的设备，通常也是一个支持1000BASE-T1标准的设备。LP用于模拟实际网络中的通信伙伴，确保DUT在休眠唤醒过程中能够正确响应。
• 通信信道：DUT和LP之间的通信信道（Eth Link1和Eth Link2）需要符合1000BASE-T1标准的要求，通常使用双绞线进行连接。根据不同的测试用例和测试对象，可以配置其链路状态为Link up或Link down。例如，当被测对象为非Switch节点时，只需要连接其中一条信道即可。
• 控制信道：DUT和Link Partner均需要提供控制信道，使得PC可以通过控制信道控制DUT和Link Partner进入休眠/唤醒状态，同时获取关键状态的时刻（如：发出唤醒指令的时刻）。

图 1 休眠/唤醒测试拓扑示意图

       测试环境还需要满足如下前提条件：

• DUT可提供重启或配置HPY的接口
• DUT可提供控制PHY进入休眠状态的接口
• 测试拓扑可反馈重要时间参数

测试用例

        休眠唤醒测试规范中定义了多个测试用例，涵盖了休眠唤醒的诸多方面，主要分为以下几类：

• 唤醒接收测试：测试DUT在接收到唤醒脉冲（WUP）或唤醒请求（WUR）后，能否正确唤醒并建立链路
• 唤醒传输测试：测试DUT在本地或远程触发唤醒请求后，能否正确发送唤醒脉冲或唤醒请求
• 唤醒转发测试：测试DUT在接收到唤醒请求后，能否正确将唤醒请求转发到其他链路伙伴
• 休眠测试：测试DUT在接收到休眠请求后，能否正确进入休眠状态并保持该状态

        具体测试用例见图 2。

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

测试用例生成

        测试用例定义了详细的测试步骤和通过标准，确保测试结果的准确性和一致性。本文将挑选典型测试用例进行介绍。

• 示例1：唤醒接收测试（WAKE_IOP_03）

        测试目的：确保DUT能够在接收到唤醒脉冲（WUP）后，正确唤醒并建立链路

        测试环境配置：如图3所示

        测试步骤：

1. 将DUT连接到链路伙伴（LP），并确保DUT处于休眠状态。
2. 在LP上触发唤醒请求（WUP）。
3. 记录DUT从接收到唤醒请求到信号化唤醒的时间（t_wkp_unpwrd）。
4. 记录DUT从信号化唤醒到建立链路的时间（t_wkp_link-up）。
5. 监控链路状态，确保链路在建立后保持稳定。

        通过标准：

✔  t_wkp_unpwrd < 17ms

✔  t_wkp_link-up ≤ 100ms

✔  链路建立后无中断

图 3 WAKE_IOP_03测试环境配置示意图

• 示例2：唤醒传输测试（WAKE_IOP_07）

        测试目的：确保DUT能够在本地触发唤醒请求后，正确发送唤醒脉冲（WUP）

        测试环境配置：如图 4所示

        测试步骤：

1. 将DUT连接到链路伙伴（LP），并确保DUT处于休眠状态。
2. 在DUT上触发本地唤醒请求。
3. 记录DUT从触发唤醒请求到LP信号化唤醒的时间（TWU_link_passive）。
4. 记录DUT从信号化唤醒到建立链路的时间（t_wkp_link-up）。
5. 监控链路状态，确保链路在建立后保持稳定。

        通过标准：

✔  TWU_link_passive < 2ms

✔  t_wkp_link-up ≤ 100ms

✔  链路建立后无中断

图 4 WAKE_IOP_07测试环境配置示意图

• 示例3：唤醒转发测试（WAKE_IOP_11）

        测试目的：确保DUT在接收到唤醒请求后，能够正确将唤醒请求转发到其他链路伙伴

        测试环境配置：如图 5所示

        测试步骤：

• 将DUT的两个端口分别连接到两个不同的端口，并确保DUT处于休眠状态。
• LP控制在P2‘ 端口上触发唤醒请求（WUR）。
• 记录DUT从接收到唤醒请求到LP1信号化唤醒的时间（t_wkp_fwd）。
• 监控链路状态，确保链路在建立后保持稳定。

        通过标准：

✔  t_wkp_fwd < 5ms

✔  链路建立后无中断

图 5 WAKE_IOP_11测试环境配置示意图

• 示例4：本地休眠测试（WAKE_IOP_17）

        测试目的：确保DUT在接收到休眠请求后，能够正确进入休眠状态并保持该状态.

        测试环境配置：如图 6所示

        测试步骤：

1. 将DUT连接到链路伙伴（LP），并确保链路处于活动状态。
2. 在DUT上触发本地休眠请求。
3. 记录DUT从触发休眠请求到进入休眠状态的时间（t_sleep）。
4. 监控DUT和LP的休眠状态，确保两者在进入休眠状态后保持稳定。

        通过标准：

✔  t_sleep < 16ms

✔  DUT和LP在进入休眠状态后无中断

图 6 WAKE_IOP_17测试环境配置示意图

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总结

        休眠唤醒互操作性测试是确保车载以太网设备在低功耗模式下正常工作的关键步骤。通过详细的测试用例和严格的通过标准，OPEN Alliance的测试规范确保了不同厂商设备之间的互操作性。无论是设备制造商还是系统集成商，都可以通过这些测试用例来验证设备的休眠唤醒功能，确保其在复杂的车载网络环境中能够稳定运行。

        经纬恒润作为OPEN联盟会员和AUTOSAR联盟的高级合作伙伴，长期为国内外各大OEM和供应商提供涵盖TCP/IP、SOME/IP、DoIP、AVB、TSN、DDS等技术领域的设计和测试咨询服务，积极研发和探索车载网络前沿技术的工程应用。通过多个项目的实践经验，已建立了高质量、本土化的设计与测试一体化解决方案，为整车网络架构提供可靠支持。

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