泰克MSO 2系示波器在汽車控制總線測試的應(yīng)用

有個做汽車電子的客戶,主要給國內(nèi)主流汽車廠商做汽車電子控制系統(tǒng)方案,平常除了常規(guī)的電流電壓測試,也需要對于汽車內(nèi)部控制信號做一些解碼分析。日常常規(guī)測試電流一般電流在幾A左右,偶爾會到十幾A。電壓測試一般在24V就夠,不會超過100V;而解碼方面,該客戶主要做SPI和CAN總線解碼分析,在測試中需要對于總線中的信號準確分析判斷,使得產(chǎn)品的控制信號正常無誤地運行,進而保障汽車的行駛安全。

由于現(xiàn)在汽車內(nèi)部電子化的程度越來越高,對于電子控制系統(tǒng)來說,嚴格保證顯得尤為重要。客戶希望能在預(yù)算之內(nèi)達到測試目的,同時由于測試需要幾個實驗室來回使用,設(shè)備的輕便也顯得很重要。

隨著汽車各系統(tǒng)的控制逐步向自動化和智能化轉(zhuǎn)變,汽車電氣系統(tǒng)變得日益復(fù)雜。傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)大多采用點對點的單一通信方式,相互之間少有聯(lián)系,這樣必然會形成龐大的布線系統(tǒng)。

據(jù)統(tǒng)計,一輛采用傳統(tǒng)布線方法的高檔汽車中,其導(dǎo)線長度可達2000米,電氣節(jié)點可達l500個,而且該數(shù)字大約每10年就將增加1倍。這進一步加劇了粗大的線束與汽車上有限的可用空間之間的矛盾。無論從材料成本還是工作效率看,傳統(tǒng)布線方法都不能適應(yīng)現(xiàn)代汽車的發(fā)展。另外,為了滿足各電子系統(tǒng)的實時性要求,須對汽車公共數(shù)據(jù)(如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門踏板位置等信息)實行共享,而每個控制單元對實時性的要求又各不相同。因此,傳統(tǒng)的電氣網(wǎng)絡(luò)已無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展,于是新型汽車總線技術(shù)便應(yīng)運而生。

目前汽車上普遍采用的汽車總線有局部互聯(lián)協(xié)議LIN和控制器局域網(wǎng)CAN,正在發(fā)展中的汽車總線技術(shù)還有高速容錯網(wǎng)絡(luò)協(xié)議FlexRay、用于汽車多媒體和導(dǎo)航的MOST以及與計算機網(wǎng)絡(luò)兼容的藍牙、無線局域網(wǎng)等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

CAN總線又稱汽車總線,是一種能有效支持分布式控制和實時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。它以某種形式(多為星形)將各個單個控制單元連接起來,形成一個完整的系統(tǒng)。CAN總線是德國Bosch公司開發(fā)的一種串行通信協(xié)議,用于解決現(xiàn)代汽車中許多電子控制模塊(ECU)之間的數(shù)據(jù)交換。

如今CAN總線已廣泛應(yīng)用于汽車電子系統(tǒng),成為歐洲汽車制造業(yè)的主要行業(yè)標準,代表了汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)展趨勢。世界上許多著名的汽車制造商,如大眾、奔馳、寶馬、保時捷和勞斯萊斯等公司都采用CAN總線來實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。

而LIN總線LIN是摩托羅拉、奧迪等知名企業(yè)聯(lián)合推出的新型低成本開放式串行通信協(xié)議。它主要用于車輛中的分布式電子控制系統(tǒng),特別是用于智能傳感器或執(zhí)行器的數(shù)字通信場合,如電動門窗、座椅調(diào)節(jié)、照明等的控制。典型的LIN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)量可以達到12個。以門窗控制為例。有門鎖、車窗玻璃開關(guān)、車窗升降電機、操作按鈕等。在門上,只需要一個LIN網(wǎng)絡(luò)就可以將它們連接成一體。

通過CAN網(wǎng)關(guān),LIN網(wǎng)絡(luò)還可以與其他汽車系統(tǒng)交換信息,實現(xiàn)更豐富的功能。目前,LIN已成為國際標準,被大多數(shù)汽車制造商和零部件制造商所接受。與CAN相比,LIN的成本節(jié)約主要是由于采用單線傳輸,硅片中硬件或軟件的實現(xiàn)成本低,從節(jié)點中需要使用應(yīng)時或陶瓷諧振器。這些優(yōu)勢是以低帶寬和有限的單宿總線訪問方法為代價的。LIN包含一個主節(jié)點和一個或多個從節(jié)點。所有節(jié)點都包含一個分解為發(fā)送和接收任務(wù)的從屬通信任務(wù),而主節(jié)點還包含一個附加的主發(fā)送任務(wù)。在實時LIN中,通信總是由主機任務(wù)發(fā)起。

其中解碼測試主要針對控制板。首先使用示波器(此處使用的是泰克MSO 2系示波器)來找出汽車上can總線的接口,將示波器的兩個接口(接地和探頭)分別接在can總線的兩條線(CAN_H和CAN_L)上,然后打開解碼選件,在BUS通道上根據(jù)CAN電氣特性選擇正確的信號源和電平設(shè)置:

CAN總線電氣參數(shù)示意

CAN數(shù)據(jù)解碼

通過測試,泰克MSO 2系示波器能看到比較好的效果,同時由于這款示波器小巧、輕便,帶去其他部門測試也比較方便。測試工程師覺得這款示波器用起來很順手,組內(nèi)測試解碼的效果也很好,尤其是有電池選件之后轉(zhuǎn)組測試更方便。

總線測試-工程師正在嘗試在用手在屏幕處理數(shù)據(jù)

總結(jié):

配置要求:針對實際特性,測試控制信號頻率來說,選配100M帶寬足夠,因為測試要求,需要選加解碼選件,加配電池選件,使用更方便。

系統(tǒng)配置參考:

主要設(shè)備名稱推薦型號主要技術(shù)指標系統(tǒng)應(yīng)用

示波器泰克MSO24 2-BW-100通道數(shù):4通道;

帶寬:100M,最高有200M1、 基礎(chǔ)測試;

2、 解碼測試

選件解碼選件:2-SERIAL,2-BP解碼選件,應(yīng)對大多數(shù)控制信號;

電池選件,出行攜帶更加方便。

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