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妗昌
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1 汽车串行总线测试 Agilent InfiniiVision X 系列与 Infiniium S 系列示波器应用指南数字无线电车载计算机扬声器后视镜 MOST 总线扬声器导航锁锁车窗升降器通用尾灯 CAN 总线附加系统传动系统仪表中央车身控制单元空调灯光系统座椅车顶 LIN 总线座椅加热顶灯加热雨刮器 LIN 总线车窗加热行李箱 GPS CD GSM 方向盘面板 CAN 总线雨刮器锁扬声器 CAN 控制器局域网 LIN 局域互联网络 FlexRay FlexRay 网络 MOST 媒体系统传输网络 BroadR-Reach 车载以太网序言工程师经常选用示波器来调试和表征汽车串行总线 ( 例如 CAN LIN FlexRay BroadR-Reach 和 MOST), 这主要因为示波器能够表征此类信号的模拟质量示波器的模拟表征通常称为物理层测试 ; 而经过优化的串行总线协议分析仪更适于应用层测量, 而且是在更高的抽象层上提供数据追踪流, 所以会牺牲大部分或全部的物理层测量功能本应用指南将举例说明如何表征各种汽车串行总线的性能示例中使用了 Agilent InfiniiVision X 系列和 Infiniium S 系列示波器, 并将介绍各自的优点本文还概括介绍了推荐的探测解决方案, 以及如何选择示波器平台, 以便最好地满足您特殊的汽车总线调试和分析测量需求

2 CAN LIN 和 FlexRay 总线解码和触发归根到底示波器就是为了显示模拟信号的质量而设计, 但具体到汽车专用总线, 仅仅查看信号质量一般是不够的目前许多示波器都可以设置为在特定事件上触发, 以深入查看总线的通信方式要想识别和监测特定帧 / 消息的信号质量测量帧与帧之间的时序信息, 必须对 CAN LIN 和 FlexRay 等常用汽车串行控制总线进行解码和触发图 1 (a) 是使用 Agilent InfiniiVision 4000 X 系列示波器同时捕获和解码 LIN 和 CAN 总线的示例解码迹线在示波器屏幕底部显示, 它们与每个捕获的数据包时间相关 ( 通道 1/ 黄色迹线 = CAN 总线, 通道 2/ 绿色迹线 = LIN 总线 ) 示波器屏幕上半部分显示的是时间交错协议解码列表 / 表格图 1 (b) 中的放大视图显示了 Agilent InfiniiVision X 系列示波器特有的时间交错列表由于列表按时间顺序显示接收到的每条消息无论来自 CAN 总线还是 LIN 总线因此可以更轻松更直观地执行多总线数据传输之间的网关计时测量注 : 这适用于任意两条总线, 例如 CAN1 至 CAN2 硬件解码是 Agilent InfiniiVision X 系列示波器的另一项独有特性硬件解码使示波器能够保持极快的波形更新速率 ( 最高达 1,000,000 个波形 / 秒 ), 实现接近实时的解码更新速率由于示波器无需减速更新屏幕显示, 所以能够以更高性能捕获错帧等随机偶发通信误码图 1 (a). 使用 Agilent InfiniiVision X 系列示波器同时解码 LIN 总线和 CAN 总线图 1 (b). 协议解码列表中的 4 行表格放大视图这 4 行表格按时间顺序显示了 CAN 消息 ( 蓝色行 ) 和 LIN 消息 ( 绿色行 ) 像这样详细地查看通过总线发送的每条消息, 有助于更直观地实施总线间时序信息测量 2

3 Agilent InfiniiVision 4000/6000 X 系列和 Infiniium S 系列示波器还提供了 CAN 总线符号级解码功能, 并能在这些信号的符号消息名称信号值或编码状态上进行触发使用.dbc 文件, 您无需实施特定转译或运行 PC 软件, 即可更深入地分析迹线流信息, 这通常只有借助协议分析仪才能实现这种功能还可以将数据转化为直观信息 CAN 总线符号级解码是所有此类安捷伦示波器系列 CAN 触发和解码选件的标配功能 Figure 2 (a) 显示了使用 Infiniium S 系列示波器对 500 kbps 差分 CAN 总线进行的符号解码除了可以显示信号消息信号名称及带单位的数值以外,InfiniiVision X 系列和 Infiniium S 系列还是市场上唯一能够以符号形式显示状态编码信号状态的示波器图 2 (b) 是图 2 (a) 中协议列表第 8 行到第 10 行的放大视图 Armed ( 已设置 ) Deployed ( 已部署 ) Unlocked ( 已解锁 ) 和 Locked ( 已锁定 ) 都是编码状态示波器可利用直接导入的.dbc 文件解读这些编码状态, 从而节省用户手动进行翻译的时间图 2 (a). 使用 Agilent Infiniium S 系列示波器进行的 CAN 符号解码图 2 (b). 消息 Airbag 和 ABS 包括状态编码信号示例 Infiniium S 系列示波器还允许您灵活地查看解码信息如图 2 (a) 中主屏幕底部面板和图 2 (c) 中的放大图形所示, 您甚至能够更深入地分析解码数据, 查看比特 / 字段边界级的更详细信息图 2 (c). 使用 Agilent Infiniium S 系列示波器深入分析解码数据, 查看比特 / 字段边界级的更详细信息如欲详细了解 CAN 符号级触发和解码, 请参见本文末尾相关文献部分列出的应用指南 3

4 捕获长时间的汽车串行数据有时必须要捕获汽车串行总线上长时间连续传输的数据, 例如上电序列可是所有示波器的采集存储器深度都是有限的, 将会限制示波器能够捕获和解码消息 / 帧的最长时间和最大数量 Agilent Infiniium S 系列示波器标配 50 Mpts 并支持选配高达 800 Mpts 的采集存储器这是目前市场上同等性能示波器中最深的存储器, 使您能够捕获和查看尽量长时间的连续串行数据但有时甚至 800 Mpts 的采集存储器也无法满足需要为了高效利用存储器并延长能够有选择捕获的时间量,Infiniium S 系列示波器可提供分段存储器采集技术 InfiniiVision X 系列示波器标配了 4 Mpts 采集存储器和分段存储器采集模式在该模式下, 示波器能够根据触发条件有选择地捕获特定消息的多个连续事件, 从而更优化地使用采集存储器图 3 显示了在 100 秒时间范围内, 只捕获含 CAN 消息误码 (CRC 错误比特填充错误无应答比特和标记错帧 ) 的 1000 个连续事件的示例图 3. 使用分段存储器在 100 秒时间内捕获 1000 个连续的 CAN 总线误码这个使用分段存储器的测量示如欲详细了解串行总线应用中所例还显示了协议列表 ( 示波器屏幕上使用的分段存储器, 请参见本文末尾半部分 ) 中所有 1000 个捕获消息的符相关文献部分列出的应用指南号解码 InfiniiVision X 系列是目前市场上唯一能够解码所有分段而不只是解码选定分段的示波器 4

5 眼图模板测试另一个经常用来表征汽车串行总线物理层的测试是眼图模板测试示波器眼图可通过一次简单的测量得到物理层整体质量的复合测量结果安捷伦示波器可以对差分 CAN 总线 ( 仅 InfiniiVision X 系列支持 ) 差分 FlexRay 总线及差分 MOST50 和 MOST150 总线 ( 仅 Infiniium S 系列支持 ) 实施眼图合格 / 不合格测试您可以从安捷伦网站 (Agilent.com) 免费下载多种不同的工业标准模板这些模板是在不同测试接口和波特率的基础上建立, 分别支持这些总线中的某一种图 4 是使用 InfiniiVision X 系列示波器在 FlexRay 接收机输入端执行 TP4 眼图模板测试的示例在此示例中, 我们可以明显看到极大的边沿抖动缓慢的上升沿和下降沿, 以及与合格 / 不合格模板相交而导致模板测试失败的偏移比特图 4. 对 FlexRay 总线的眼图模板测试显示有一个偏移比特图 5 是一个差分 CAN 总线眼图模板测试 CAN 眼图中显示出明显抖动, 该抖动主要源于从不同物理位置发送异步节点数据所产生的网络传播时延 Agilent InfiniiVision X 系列是业界唯一能够执行 CAN 眼图模板测试的示波器如欲详细了解汽车串行总线的眼图模板测试, 请参见本文末尾相关文献部分列出的应用指南图 5. 使用 Agilent InfiniiVision X 系列示波器实施的 CAN 眼图模板测试 5

6 物理层一致性测试对于某些更新类型的汽车串行总线, 必须进行特定的一致性测试这些测试是由标准化组织提出, 目的是确保采用这些总线的所有部件能够配合工作, 从而使不同厂商的产品实现一致性安捷伦示波器能够根据行业标准 / 规范对 FlexRay ( 仅 InfiniiVision X 系列支持 ) BroadR-Reach ( 仅 Infiniium S 系列支持 ) 和 MOST50/150 ( 仅 Infiniium S 系列支持 ) 汽车串行总线实施全自动测试, 并提供完整测试报告图 6 显示了 FlexRay 汇总测试报告, 以及使用 InfiniiVision X 系列示波器进行一个单独项目测量的详细报告图 6. 使用 Agilent InfiniiVision X 系列示波器实施的 FlexRay 物理层一致性测试图 7 显示了使用 Infiniium S 系列示波器对汽车 MOST150 网络实施测试得到的汇总测试报告尽管在文档中没有显示, 但 Infiniium S 系列示波器还能够对 BroadR-Reach 串行总线执行类似的物理层一致性测试图 7. 通过使用 Agilent Infiniium S 系列示波器执行一系列自动测试得到的 MOST150 物理层一致性汇总测试报告 6

7 探测汽车串行总线我们现在来讨论探测解决方案 LIN 串行总线是一种单端总线 ( 信号至接地 ), 可使用标配的 10:1 无源探头进行探测不过, 汽车上大部分其他串行总线都是差分总线, 意味着信号是在两个不同点之间进行测量, 必须借助差分探头才能精确捕获信号对于差分 CAN 和 FlexRay 总线, 安捷伦推荐使用图 8 中的 200 MHz 带宽 N2818A 差分有源探头该探头兼容大部分型号的 Agilent InfiniiVision X 系列示波器, 以及所有型号的 Infiniium S 系列示波器 N2818A 差分有源探头具有 Agilent AutoProbe 接口, 除了可为有源探头供电之外, 还能自动检测该探头的 10:1 探头衰减系数和输入端接阻抗 (50 Ω) 图 8. 适用于 CAN 和 FlexRay 测量应用的 Agilent N2818A 200 MHz 差分有源探头可选 DB9-SubD 探头能够非常方便地连接差分总线如果您的 CAN 和 / 或 FlexRay 系统包括 DB9-SubD 型连接器, 那么我们推荐您使用图 8 插图中显示的 CAN/FlexRay DB9 探头 ( 部件编号 ) 该探头可快速和方便地连接 CAN 和 / 或 FlexRay 差分总线对于更高比特率的 BroadR- Reach 和 MOST50/150 测量, 安捷伦推荐使用图 9 显示的更高带宽 N2750A InfiniiMode 系列差分有源探头 (1.5 GHz 至 6 GHz 带宽型号 ) InfiniiMode 系列探头不仅支持查看差分信号, 还可通过设置来显示每一端差分总线的对地性能及差分总线的共模性能, 而且无需移动探头连接右侧表格汇总了为每种汽车串行总线推荐使用的探头图 9. 适用于 MOST50/150 和 BroadR-Reach 测量应用的 Agilent N2750A InfiniiMode 系列差分有源探头 LIN CAN FlexRay BroadR-Reach MOST50 MOST150 标配 10:1 单端无源探头 N2818A1 200 MHz 差分有源探头 N2750A 1.5 GHz 差分有源探头 1. N2818A 不兼容 Agilent InfiniiVision 2000 X 系列型号如果在差分 CAN 总线测量应用中使用 InfiniiVision 2000 X 系列示波器, 那么安捷伦推荐使用 25 MHz 带宽 N2791A 或 200 MHz 带宽 N2792A 差分有源探头 7

8 选择最适合您的汽车串行总线测量的示波器平台哪一款安捷伦示波器平台最适合您的汽车串行总线测量, InfiniiVision X 系列还是 Infiniium S 系列? 这取决于您对示波器性能的要求 ( 带宽采样率和存储器深度 ) 汽车串行总线测量要求 ( 仅需要串行触发和解码还是一致性测试 ), 以及您的使用模式 ( 调试或分析 ) 和预算情况 Agilent InfiniiVision X 系列示波器包括多种型号, 支持从 70 MHz 至 6 GHz 的带宽该平台采用了专为调试 CAN LIN 和 FlexRay 串行总线设计而优化的实时操作系统, 以及安捷伦第四代 MegaZoom 技术这种安捷伦专有技术提供了示波器行业中最快的波形更新速率 ( 高达 1,000,000 个波形 / 秒 ), 因此能够捕获汽车电子系统本身常见的偶发瞬态事件 InfiniiVision X 系列示波器的起价极低 Agilent Infiniium S 系列示波器提供高达 8 GHz 带宽和 20 GSa/s 采样率 ; 并配有示波器行业中最深的存储器, 标配 50 Mpts 选配高达 800 Mpts 的采集存储器该平台以专门优化的 Windows 7 操作系统为基础, 可对汽车电子系统设计实施高级波形分析除了支持 CAN LIN 和 FlexRay 串行总线分析和触发之外, Infiniium S 系列示波器还支持面向 BroadR-Reach 和 MOST50/150 ( 符合行业物理层标准 ) 的串行总线一致性测试选件 Agilent InfiniiVision 6000 X 系列示波器 Agilent Infiniium S 系列示波器 8

9 下表汇总了 InfiniiVision X 系列和 Infiniium S 系列示波器中的各种安捷伦汽车总线测试选件的特性 : InfiniiVision 2000 X 系列 InfiniiVision 3000 X 系列 InfiniiVision 4000 X 系列 InfiniiVision 6000 X 系列 Infiniium S 系列示波器技术指标带宽 MHz 100 MHz-1 GHz 200 MHz-1.5 GHz 1 GHz-6 GHz 500 MHz-8 GHz 最高采样率 2 GSa/s 4 GSa/s 5 GSa/s 5 GSa/s 20 GSa/s 20 GSa/s 最大存储器深度 1 Mpts 4 Mpts 4 Mpts 4 Mpts 800 Mpts ADC 分辨率 8 位 8 位 8 位 8 位 10 位模拟通道数 2 或 4 2 或 4 2 或 4 2 或 4 4 数字通道数 8 通道 MSO 16 通道 MSO 16 通道 MSO 16 通道 MSO 16 通道 MSO 最大更新速率 50,000 次 / 秒 1,000,000 次 / 秒 1,000,000 次 / 秒 450,000 次 / 秒 1,000 次 / 秒汽车串行总线解码和触发 1 LIN 解码和触发 CAN 解码和触发 CAN 符号 (.dbc) 解码和触发 FlexRay 解码 FlexRay 触发只支持软件搜索触发具体解码特点硬件解码具有解码功能的分段存储器列表中的所有分段列表中的所有分段列表中的所有分段列表中的所有分段仅限于选定分段多总线解码 1 个总线 2 个总线 2 个总线 2 个总线 4 个总线双总线与时间交错列表具有总线负载 (CAN) 计算能力的帧 / 误码计数器字段 / 比特级边界游标眼图模板测试 CAN FlexRay MOST50/150 自动一致性测试 FlexRay ( 使用 PC) MOST50 MOST150 BroadR-reach 1. 除了支持本表格中列出的最常用汽车串行总线之外, 这些示波器还支持许多其他通用串行总线, 例如 I 2 C SPI RS-233 USB2.0 等 9

10 相关文献出版物标题出版物类型出版物编号 Agilent InfiniiVision X 系列示波器文献 InfiniiVision 2000 X 系列示波器 (70 至 200 MHz) 技术资料 EN InfiniiVision 3000 X 系列示波器 (100 MHz 至 1 GHz) 技术资料 EN InfiniiVision 4000 X 系列示波器 (200 MHz 至 1.5 GHz) 技术资料 EN InfiniiVision 6000 X 系列示波器 (1 GHz 至 6 GHz) 技术资料 EN InfiniiVision X 系列示波器的串行总线选件技术资料 EN 使用 Agilent InfiniiVision 4000/6000 X 系列示波器的 CAN-dbc 符号触发和解码应用指南 EN 使用 Agilent InfiniiVision 4000/6000 X 系列示波器表征 CAN 总线仲裁应用指南 EN 示波器测量工具能够更快速地调试汽车串行总线应用指南 EN 使用 Agilent InfiniiVision X 系列示波器进行 CAN 眼图模板测试应用指南 EN 使用 Agilent InfiniiVision X 系列示波器进行 FlexRay 眼图模板测试应用指南 EN 在串行总线应用中使用示波器分段存储器应用指南 EN Agilent Infiniium S 系列示波器文献 Infiniium S 系列示波器 (500 MHz 至 8 GHz) 技术资料 EN 用于 Infiniium 系列示波器的 N8803A CAN/LIN/FlexRay 选件技术资料 EN 用于 Infiniium 系列示波器的 N6466A MOST50/150 一致性测试应用软件技术资料 EN 用于 Infiniium 系列示波器的 N6467A BroadR-Reach 一致性测试应用软件技术资料 EN 使用 Agilent Infiniium S 系列示波器的 CAN-dbc 符号触发和解码应用指南 EN 如欲下载上述文档, 请在网址中输入出版物编号 : 10

11 订货信息 InfiniiVision X 系列示波器 2000 X 系列 3000 X 系列 4000 X 系列 6000 X 系列 CAN/LIN 触发和解码 DSOX2AUTO DSOX3AUTO CAN/CAN-dbc/LIN 触发和解码 DSOX4AUTO DSOX6AUTO FlexRay 触发和解码 DSOX3FLEX DSOX4FLEX DSOX6FLEX 模板测试 1 DSOX2MASK DSOX3MASK DSOX4MASK DSOX6MASK 分段存储功能 DSOX2SGM DSOX3SGM 标配标配 1. 需要模板测试选件和特定串行总线选件, 以支持 CAN 和 / 或 FlexRay 眼图模板测试支持各种比特率和测试接口的模板文件可免费下载 Infiniium S 系列示波器 CAN/CAN-dbc/LIN/FlexRay 触发和解码 MOST50/150 物理层一致性测试应用软件 BroadR-Reach 物理层一致性测试应用软件模板测试分段存储器 N8803A-1FP N6466A-1FP N6467A-1FP 标配标配如欲了解这些示波器可选配的其他选件, 请参见本文相关文献部分列出的具体型号的技术资料产品网站如欲了解最新最全面的应用和产品信息, 请访问安捷伦产品网站 : 11

12 myagilent 个性化视图为您提供最适合自己的信息! 局域网扩展仪器 (LXI) 将以太网和 Web 网络的强大优势引入测试系统中安捷伦是 LXI 联盟的创始成员 3 年保修安捷伦卓越的产品可靠性和广泛的 3 年保修服务完美结合, 从另一途径帮助您实现业务目标 : 增强测量信心降低拥有成本增强操作方便性安捷伦保证方案 5 年的周密保护以及持续的巨大预算投入, 可确保您的仪器符合规范要求, 精确的测量让您可以继续高枕无忧 Agilent Electronic Measurement Group DEKRA Certified ISO 9001:2008 Quality Management System 安捷伦渠道合作伙伴黄金搭档 : 安捷伦的专业测量技术和丰富产品与渠道合作伙伴的便捷供货渠道完美结合如欲获得安捷伦科技的产品应用和服务信息, 请与安捷伦公司联系如欲获得完整的产品列表, 请访问 : 请通过 Internet 电话传真得到测试和测量帮助热线电话 : 热线传真 : 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司地址 : 北京市朝阳区望京北路 3 号电话 : (010) 传真 : (010) 邮编 : 上海分公司地址 : 上海市虹口区四川北路 1350 号中信泰富申虹广场 5 楼楼电话 : (021) 传真 : (021) 邮编 : 广州分公司地址 : 广州市天河北路 233 号中信广场 66 层室电话 : (020) 传真 : (020) 邮编 : 成都分公司地址 : 成都高新区南部园区天府四街 116 号电话 : (028) 传真 : (028) 邮编 : 深圳分公司地址 : 深圳市福田中心区福华一路六号免税商务大厦 3 楼电话 : (0755) 传真 : (0755) 邮编 : 西安分公司地址 : 西安市碑林区南关正街 88 号长安国际大厦 D 座 5/F 电话 : (029) 传真 : (029) 邮编 : 安捷伦科技香港有限公司地址 : 香港北角电气道 169 号 25 楼电话 : (852) 传真 : (852) 香港热线 : 香港传真 : (852) tm_asia@agilent.com 本文中的产品指标和说明可不经通知而更改 Agilent Technologies, Inc 出版号 : CHCN 2014 年 5 月印于北京

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CHCN_8-14_K.indd 是德科技三个理由让您选择深存储快响应示波器应用指南介绍 1. 更长的波形捕获时间 = / 1 1 Mpts 10 GSa/s 1 2 100 Mpts 10 1. = / 1 Mpts 10 GSa/s 1 ms 2. = / 100 Mpts 10 GSa/s 10 ms 3 12.5 Mpts 3 300 Kpts 3 3. 3 12.5 Mpts 3 300 Kpts? Agilent