泰克MSO 2系示波器在汽車控制總線測試的應用
有個做汽車電子的客戶,主要給國內主流汽車廠商做汽車電子控制系統方案,平常除了常規的電流電壓測試,也需要對于汽車內部控制信號做一些解碼分析。日常常規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。
由于現在汽車內部電子化的程度越來越高,對于電子控制系統來說,嚴格保證顯得尤為重要。客戶希望能在預算之內達到測試目的,同時由于測試需要幾個實驗室來回使用,設備的輕便也顯得很重要。
隨著汽車各系統的控制逐步向自動化和智能化轉變,汽車電氣系統變得日益復雜。傳統的電氣系統大多采用點對點的單一通信方式,相互之間少有聯系,這樣必然會形成龐大的布線系統。
據統計,一輛采用傳統布線方法的高檔汽車中,其導線長度可達2000米,電氣節點可達l500個,而且該數字大約每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,傳統布線方法都不能適應現代汽車的發展。另外,為了滿足各電子系統的實時性要求,須對汽車公共數據(如發動機轉速、車輪轉速、節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,傳統的電氣網絡已無法適應現代汽車電子系統的發展,于是新型汽車總線技術便應運而生。
目前汽車上普遍采用的汽車總線有局部互聯協議LIN和控制器局域網CAN,正在發展中的汽車總線技術還有高速容錯網絡協議FlexRay、用于汽車多媒體和導航的MOST以及與計算機網絡兼容的藍牙、無線局域網等無線網絡技術。
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絡。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。CAN總線是德國Bosch公司開發的一種串行通信協議,用于解決現代汽車中許多電子控制模塊(ECU)之間的數據交換。
如今CAN總線已廣泛應用于汽車電子系統,成為歐洲汽車制造業的主要行業標準,代表了汽車電子控制網絡的主流發展趨勢。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總線來實現汽車內部控制系統的數據通信。
而LIN總線LIN是摩托羅拉、奧迪等知名企業聯合推出的新型低成本開放式串行通信協議。它主要用于車輛中的分布式電子控制系統,特別是用于智能傳感器或執行器的數字通信場合,如電動門窗、座椅調節、照明等的控制。典型的LIN網絡中的節點數量可以達到12個。以門窗控制為例。有門鎖、車窗玻璃開關、車窗升降電機、操作按鈕等。在門上,只需要一個LIN網絡就可以將它們連接成一體。
通過CAN網關,LIN網絡還可以與其他汽車系統交換信息,實現更豐富的功能。目前,LIN已成為國際標準,被大多數汽車制造商和零部件制造商所接受。與CAN相比,LIN的成本節約主要是由于采用單線傳輸,硅片中硬件或軟件的實現成本低,從節點中需要使用應時或陶瓷諧振器。這些優勢是以低帶寬和有限的單宿總線訪問方法為代價的。LIN包含一個主節點和一個或多個從節點。所有節點都包含一個分解為發送和接收任務的從屬通信任務,而主節點還包含一個附加的主發送任務。在實時LIN中,通信總是由主機任務發起。
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CAN電氣特性選擇正確的信號源和電平設置:
CAN總線電氣參數示意
CAN數據解碼
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,組內測試解碼的效果也很好,尤其是有電池選件之后轉組測試更方便。
總線測試-工程師正在嘗試在用手在屏幕處理數據
總結:
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。
系統配置參考:
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