示波器的LIN、CAN和FlexRay串行總線調試
發布時間：2014-5-6 14:46
發布者：eechina
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為了改善系統通信效率，降低成本，目前所有的汽車設計都采用了大量的串行總線通信協議。I2C 和SPI協議通常應用在電子控制單元（ECU）的芯片間通信。對于各種汽車子系統（例如舒適性控制系統、防盜鎖、傳動系統和引擎控制）之間的長距離串行通信和控制，CAN、LIN和FlexRay協議是當今汽車行業中最常見的串行總線應用。 基于主從關系的LIN串行總線主要用于對安全性要求不高的應用，例如座椅和車窗控制。CAN串行總線采用差分事件觸發，其噪聲抗擾度高于單端LIN總線，二十多年來一直用作汽車的主要控制總線。FlexRay串行總線采用差分時間觸發和同步確定性時間表。作為新興的串行總線技術，FlexRay應用在部分高端汽車中，主要適用于對性能和安全性要求很高的系統。 然而，串行總線通信經常受到由汽車內部的非理想環境造成的信號完整性問題的影響，包括點火系統和隨機系統噪聲的信號干擾，這有時會在關鍵通信周期中產生誤差。盡管串行總線協議分析儀非常適合測試和監測串行總線數據在更高級協議層和應用層的傳輸，但它們無法測出您的汽車串行總線信號（物理層）的完整性/質量。 當前的一些中/高性能數字存儲示波器（DSO）提供LIN、CAN和FlexRay總線解碼和觸發能力，可在協議層和物理層之間建立時間關聯鏈路。 圖1顯示了Agilent 3000 X系列示波器同時捕獲和解碼CAN和FlexRay總線。顯示屏底部是每條總線的時間關聯解碼軌跡，位于已捕獲的物理層波形下方。示波器顯示屏上半部分顯示了業界唯一的時間交叉“列表”顯示，有時稱為事件表。這種數據格式更接近于傳統的協議分析儀。 
圖1：Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器同時捕獲和解碼CAN和FlexRay串行總線。 Agilent InfiniiVision系列示波器獨家具備硬件解碼功能，而目前市場上的其它示波器均采用軟件解碼。軟件解碼技術的更新速率較慢，特別是在使用深存儲器時。硬件解碼提供串行總線活動的實時更新，即便使用深存儲器也不會降低速率。這可以增強示波器捕獲隨機和偶發通信錯誤的幾率。 除了提供與捕獲波形時間關聯的解碼字之外，另一個非常有效的工具是眼圖模板測試，它可以驗證高速FlexRay總線的信號完整性。眼圖測試廣泛應用于當前的串行總線應用之中。從根本上講，眼圖是示波器捕獲的所有比特的疊加，顯示比特是否有效。它提供了描述系統物理層特征整體質量的合成圖，其中包括因傳輸線效應、反射、系統噪聲、過沖、振鈴、信號邊沿計時和抖動而產生的幅度變化。 圖2顯示了基于TP4-10Mbps標準的FlexRay眼圖模板測試。TP4模板測試的觸發參考以每個字節起始序列（BSS）事件為基礎。這與FlexRay接收機再次同步和恢復時鐘（用于采樣已接收的數據）時所用的參考信號相同。Agilent InfiniiVision系列示波器使用了獨特的重復硬件時鐘恢復技術，以捕獲和疊加同步FlexRay系統中每個字節的每個比特。請注意，示波器也可以特殊幀ID為基礎，對FlexRay眼圖數據的捕獲和疊加進行“過濾”。
圖2：在Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器上執行FlexRay “TP4”眼圖模板測試。 Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器 如果您需要購買支持汽車串行總線應用的新型示波器，您可以選擇覆蓋100 ～ 500 MHz帶寬的Agilent 3000 X系列示波器。這類示波器均標配三年保修期和業界領先的兩年推薦校準周期。 與DSOX3AUTO選件同時購買，示波器可提供CAN和LIN串行觸發和解碼能力。與DSOX3FLEX選件同時購買，示波器可提供FlexRay串行觸發和解碼能力。與DSOX3MASK模板測試選件同時購買，示波器可對 FlexRay總線執行眼圖模板測試�；诓ㄌ芈实母鞣NFlexRay模板文件和測試平面提供免費下載。 在探測差分CAN總線時，安捷倫推薦使用N2791A 25-MHz差分有源探頭。在探測差分FlexRay總線時，安捷倫推薦使用N2792A 200-MHz差分有源探頭。 |
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