在現今這個信息爆炸的科技時代，各種各樣的數據在形形色色的設備間川流不息。車聯網的橫空出世，極大地推動了信息技術與傳統汽車的深度融合。作為智能汽車的核心命脈與關鍵拼圖，車聯網見證著智駕系統持續迭代更新，以日新月異的面貌帶給我們精彩紛呈的駕乘感受，重塑著出行的定義與想象。

車聯網為傳統汽車注入嶄新靈魂，使其從單一的交通運輸工具，逐步朝著智能移動空間轉變。在這一變革進程中，“信息感知”與“決策控制”無疑是智能汽車的核心技術所在。然而，這一切的背后都離不開車載以太網通信技術的默默奉獻與強勁支撐。車聯網就像一座宏偉的橋梁，將汽車的各個部件與功能緊密相連，讓信息得以高速流轉，使汽車能夠精準感知外界環境，迅速做出決策并執行控制指令，從而在智能化的浪潮中穩健前行，重塑了我們對汽車的認知與體驗，開啟了未來出行的嶄新篇章。

在智能汽車賦予我們安全可靠的駕乘體驗之前，車聯網系統的可靠性必須得到切實保證。車載以太網作為車聯網的重要組成部分，自動駕駛的網絡支撐，針對它的測試工作對于車聯網應用的穩定運行起著極為關鍵的作用，唯有通過嚴謹測試，方能使車聯網系統在形形色色的復雜環境與條件下始終保持穩定運行的態勢，為智能汽車的安全行駛保駕護航。

智能駕駛系統關乎交通安全和眾多使用者的切身利益，只有經歷全面且嚴格的測試，充分證明其安全性、可靠性、穩定性等各方面性能達標，方可獲得公眾的由衷認可，并得以在廣泛范圍內推廣使用。

在車載以太網測試領域中，常常被提及的 Qav、Qci、Qbu、CB、Qbv 究竟是何種測試呢？思博倫在這一專業領域又能夠施展怎樣的身手呢？

我們隆重介紹思博倫汽車以太網解決方案中的拳頭產品:

TTworkbench

TTworkbench 是一種具備完整特性的集成式測試開發和執行環境（IDE），適用于任意類型的測試自動化項目。這種功能強大且對用戶非常友好的工具使您能夠測試各類軟件產品和服務，完全不需要擔心技術、操作系統或實施領域所造成的隔閡。

TTworkbench 主要基于國際標準化測試語言 TTCN-3（Testing and Test Control Notation version 3），可以實現測試自動化和不受限制的擴充能力，采用國際通用的協議一致性測試腳本語言。您既可以從 TTworkbench 提供的各類現有插件和測試解決方案中做出選擇，也可以啟動您自己的全新測試自動化項目。

以下是關于 TTworkbench 的一些具體信息：

1. 功能特點：

? 測試規范：支持測試規范的定義，用戶可以使用該工具方便地描述測試場景、測試用例以及預期的測試結果等，無論是文本形式還是圖形形式的測試定義都可以實現。

? 測試執行：能夠將定義好的測試用例編譯成可執行的測試套件，并提供全面的測試管理和測試執行環境，允許用戶對測試進行高效的管理、執行和分析。

? 測試自動化：支持測試自動化方法，可以顯著降低測試成本，并確保整個測試周期的質量最優。高可重用性和易于擴展已定義的測試也是其優勢之一，方便用戶對已有測試進行復用和擴展。

2. 應用領域：TTworkbench 的應用領域非常廣泛，可用于通信、汽車、航空航天、軍事國防、互聯網技術等多個行業的測試。例如在汽車行業中，可用于車載以太網的一致性測試、電子控制單元的驗證等；在通信領域，可用于對移動通信、IP 通信、VoIP 等技術的測試。

3. 產品版本：TTworkbench 有多種產品版本，如Basic、Express、Professional 等，不同版本在功能和適用場景上可能會有所不同，用戶可以根據自己的需求選擇相應的版本。

TTworkbench 最主要的三個測試套：

TC8（Tech Committes 8）作為車用 ECU 標準測試方法，定義了車用設備商達成共識的協議一致性測試方法，以提高汽車系統中以太網 ECU 和網絡的通信質量。測試例都來源于 OPEN Alliance Automotive Ethernet ECU Test Specification Layer 3-7 測試規范。 

AVB（Audio Video Bridging），又稱音頻視頻橋接技術，用于汽車多媒體傳輸，AVB 是基于車載以太網通信，處理音頻和視頻流比較常用的一種方式。AVNU 聯盟為了確保供應商之間實現互操作性，為汽車領域制定了“以太網 AVB 功能和互操作性規范”，其中定義了每個設備中應實現的 AVB 子集和相關參數的基準。

TSN（Time-Sensitive Networking）是在非確定的以太網中實現確定性的最小時延協議族，是 IEEE 802.1 開發的一套新協議標準。TSN 技術的引入使得車載以太網可以滿足車內通信系統服務質量的要求，包括時間同步、實時性和高可靠性。

TC8 測試

TC8 車載以太網測試規范是 Open Alliance 聯盟發布的一份重要的技術文檔，主要針對車載以太網技術在電子控制單元（ECU）中的應用進行詳細規定。OPEN（http://www.opensig.org）[OPEN (One-Pair Ether-Net) Alliance Special Interest Group (SIG)] 組織由全世界汽車工業和技術供應商組成，旨在推廣以太網技術在車輛中的應用。這份規范的V3.0版本是最終修訂版，涵蓋了對物理層、接口操作（IOP）測試以及協議層 SOME/IP 測試的標準要求。

思博倫 TTworkbench 的 TC8包括以下測試套件，根據 TC8 的測試規范，確保車載以太網系統的互操作性和一致性，提高整體網絡性能和可靠性。

• TTsuite-OPEN-ARP

• TTsuite-OPEN-DHCP

• TTsuite-OPEN-IPv4

• TTsuite-OPEN-IPv4-AUTOCONF

• TTsuite-OPEN-ICMPv4

• TTsuite-OPEN-TCP

• TTsuite-OPEN-UDP

• TTsuite-OPEN-ETM

• TTsuite-OPEN-SomeIP

在 TC8 的測試中，我們需要用到一個 UpperTester，簡稱 UT。

UpperTester 是用于輔助 Tester 和被測設備 DUT 進行通信指令傳輸，并執行相應指令的代碼或應用程序。作為 Tester 與 DUT 的被測核心功能模塊之間的中介，輔助完成測試。

測試需要 UpperTester 的原因在于汽車以太網的通信是點對點通信，需要由客戶端和服務端兩者的交互行為來實現，而客戶端和服務端的通信行為恰好是不一樣的；如果僅將 DUT 作為服務端進行通信，那么 DUT 作為客戶端的行為將無法進行覆蓋測試；UpperTester 通過傳輸指令的方式觸發了 DUT 作為客戶端的行為，進而實現對 DUT 的協議棧進行完整的覆蓋測試。

UpperTester 的主要功能包括：

• 與 Tester 就測試模式切換/請求響應等方面進行通信協商。

• 觸發 DUT 內部相關測試行為，從而完成測試。

UpperTester 就是一個應用程序，安裝在 Tester 和 DUT 中，負責觸發DUT 執行測試用例的測試條件，和獲取 DUT 的測試結果。UpperTester 的服務原語遵循 AUTOSAR 規范。

除了 TC8 的測試，還有 TC11 和 TC8-L2 這兩個測試規范也被經常使用。

TC11 可以幫助客戶驗證車載網絡中以太網交換機的一致性。OPEN Alliance 聯盟的宗旨是促進基于以太網的車載通信技術。該委員會定義的 TC11 標準涉及的重點正是此類網絡基礎設施中的以太網交換機法規一致性。根據汽車領域中以太網交換機不同行為的適用要求，例如轉發、過濾、服務質量（QoS）和授時行為等，TC11 測試套也被劃分為不同的領域類別。

思博倫 TTworkbench 的 TC11是以下測試套件，根據 TC11 的測試規范，驗證以太網交換機在車載網絡中的各種能力。

• TTsuite-OPEN-EthernetSwitch

TC8-L2 是 TC8 數據鏈路層的測試規范，該規范包括了 VLAN、常規功能、地址學習、幀過濾、時間同步、服務質量和配置等方面的測試。

思博倫 TTworkbench 的 TC8-L2是以下測試套件，根據 TC8-L2 的測試規范，驗證車載以太網數據鏈路層的各種功能。

• TTsuite-OPEN-Ethernet

AVB 測試

AVB 是由 IEEE 802.1 標準委員會的 IEEE AVB 任務組制定的一組技術標準，包括精確時鐘同步、帶寬預留和流量調度等協議規范，用于構建一個低延遲、高可靠的車載以太網網絡。汽車以太網音視頻橋（AVB）協議棧是一種用于實現車載音視頻傳輸的協議棧。

• IEEE 1722：音視頻傳輸協議

• IEEE 802.1AS：使用gPTP進行時間同步

• IEEE 802.1Qav：調節交換機中幀的傳輸和中間緩沖

• IEEE 802.1Qat：音頻流和視頻流的動態帶寬分配

為確保 AVB 設備之間的互操作性，AVnu 聯盟為汽車行業制定了車載 AVB 部件級一致性測試計劃，用于驗證 AVB 協議標準以及 AVnu 車載 AVB 互操作性規范中定義的特殊要求。

那么在 AVB 里面，Qav 是什么呢？

Qav（IEEE 802.1Qav）：基于信用的整形器測試（CBS），時間敏感流的轉發和排隊增強（FQTSS）。使用基于信用值的整形器時，每個以太網設備都會獲得一個用于發送幀的信用值。只要信用值仍為正數，設備就可以繼續發送幀。當信用值用完后，設備將無法再發送幀。必須等到補充信用值后才能再次開始發送。該策略可確保帶寬的有效利用。其中沒有預定義的時隙。如果端點需要間歇性地發送數據，則可以累積其信用值，然后一次全部用完。使用 CBS 配置 AVB 網絡比較簡單。

思博倫 TTworkbench 的 AVB包括以下測試套件，是 Avnu 聯盟認證的汽車以太網協議一致性測試方案，按照 AVnu 聯盟規定的最新版本測試規范要求執行。

• TTsuite-AVB-1722（AVTP）

• TTsuite-AVB-AS（gPTP）

• TTsuite-AVB-FQTSS（IEEE 802.1Qav）

• TTsuite-AVB-Diagnostic

• TTsuite-AVB-Exceptions

TSN 測試

TSN 是關于以太網通訊協議模型中的數據鏈路層（MAC層）的協議標準。TSN 是一套協議標準，而不是一種協議，TSN 為 MAC 層提供一套通用的時間敏感機制，在確保以太網數據通訊的時間確定性的同時，為不同協議網絡之間的互操作提供了可能性。

TSN 能實現時間敏感性（對實時性要求高）數據和非時間敏感性數據在同一網絡的傳輸，即 TSN 可以與非 TSN 設備互操作，但確定性通信僅可在啟用 TSN 的設備之間進行。

2012年11月，AVB 任務組變更為“TSN（Time-Sensitive Networking）——時間敏感網絡”任務組。TSN 在 AVB 的基礎上進一步延伸，從專業音視頻領域擴展到工業自動化、移動通訊、汽車等領域。因此掌握 AVB 協議，可為理解 TSN 協議打好基礎。下圖為 TSN 對 AVB 的繼承和擴展。

TSN 協議族包含了四個類別的子協議:

分別是時鐘同步、數據調度及流量整形（低延遲）、可靠性和資源管理。

• 時鐘同步

與 IEEE 802.3 的標準以太網相比，時鐘在 TSN 網絡中起著重要的作用。對于實時通信而言，端到端的傳輸延遲具有難以協商的時間界限，因此TSN 中的所有設備都需要具有共同的時間參考模型，因此需要彼此同步時鐘。目前 TSN 采用 IEEE 1588 協議和 IEEE 802.1AS 協議來實現時間同步。

• 數據調度及流量整形

TSN用于數據調度和流量整形的協議有IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qch及IEEE 802.1Qcr。通過各種協議實現對網絡中不同流量的調度和優先級管理，確保高優先級的數據能夠及時傳輸。

• 可靠性

對數據傳輸實時性要求高的應用除了需要保證數據傳輸的時效性，同時也需要高可靠的數據傳輸機制，以便應對網橋節點失效、線路斷路和外部攻擊帶來的各種問題，來確保功能安全和網絡安全。IEEE 802.1Qci、IEEE 802.1CB 及 IEEE 802.1Qca 用于實現 TSN 這方面的性能。

• 資源管理

在 TSN 網絡中，每一種實時應用都有特定的網絡性能需求。使能 TSN 網絡的某個特性是對可用的網絡資源進行配置和管理的過程，其允許在同一網絡中通過配置一系列 TSN 子協議，來合理分配網絡路徑上的資源，以確保它們能夠按照預期正常運行。TSN 資源管理子協議包括 IEEE 802.1Qat 協議和 IEEE 802.1Qcc 協議。

那么在 TSN 里面，下面幾個都是什么測試？

Qci

Qci（IEEE 802.1Qci）：Per-Stream Filtering and Policing（簡稱PSFP），流過濾和切分測試。即對每個數據流采取過濾和控制策略，以確保輸入流量符合規范，從而避免由故障或惡意攻擊（如Dos攻擊）引起的異常流量問題。

Qbu

Qbu（IEEE 802.1Qbu）：幀搶占測試。設計思想是將數據幀分成低優先級幀和高優先級幀，當某個低優先級幀正在發送的時候，更高優先級的幀來了，低優先級的幀被中斷發送，先發送高優先級的幀，之后再發送剩下的低優先級幀，驗證幀搶占機制是否能夠正常工作。

CB

CB（IEEE 802.1CB）：Frame Replication and Elimination for Reliability（簡稱FRER），幀復制和消除測試。協議定義了車載以太網中實現冗余傳輸的方案，為以太網提供雙鏈冗余特性，通過在網絡的源端系統和中繼系統中對每個數據幀進行序列編號和復制，并在目標端系統和其他中繼系統中消除這些復制幀，確保僅有一份數據幀被接收。CB 可用來防止由于擁塞導致的丟包情況，也可以降低由于設備故障造成分組丟失的概率及故障恢復時間，提高網絡可靠性。

Qbv

Qbv（IEEE 802.1Qbv）：時間感知整形器測試。定義了一種時間感知整形器（Time Aware Shaper），通過引入時間感知調度和多優先級機制優化實時流量傳輸，確保低延遲和高時序性。為實時應用程序提供了可靠的網絡基礎設施。采用非搶占式的的數據調度，流量調度方式通過時隙進行控制，需要實時傳輸的數據流優先傳輸，同時為best-effort數據及預留數據預留帶寬，允許時間敏感流和非時間敏感流在同一個網絡中傳輸，并確保數據的實時傳輸。

思博倫 TTworkbench 的 TSN包括以下測試套件，TSN 協議族本身具有很高的靈活性，用戶可以根據應用的具體需求來選擇相應的協議組合。

• TTsuite-TSN-FilteringAndPolicing（IEEE 802.1Qci）

• TTsuite-TSN-gPTP（TSN_802_1AS）

• TTsuite-TSN-Preemption（IEEE 802.1Qbu）

• TTsuite-TSN-Redundancy（IEEE 802.1CB）

• TTsuite-TSN-TimeAwareShaper（IEEE 802.1Qbv）

綜上所述，我們常說的 Qav、Qci、Qbu、CB、Qbv、gPTP、AVTP 等等都是可以用思博倫 TTworkbench 來測試的。思博倫在該領域具有諸多顯著優勢，其擁有高精度的測試模塊，能夠精準地檢測出各項數據指標的細微差異，確保測試結果的準確性；豐富的測試案例庫可提供大量的參考范例與經驗數據，助力快速定制個性化測試方案；專業且高效的技術支持團隊，隨時響應客戶需求，及時解決測試過程中遇到的疑難問題。使用TTworkbench，我們可以輕松地應對TC8，AVB，TSN的相關測試，對車載以太網設備進行完整高效的驗證，助力智能汽車的安全發展，保障車聯網的可靠運行。