以太网分析、车载总线、CAN位时间测试3个方面解读示波器

发布者:HappyExplorer最新更新时间:2020-02-20 来源: elecfans关键字:以太网  车载总线  CAN位时间  示波器 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

本文导读

提起汽车电子行业的通信问题,大家自然会想到CAN、LIN、CANFD、车载以太网等协议。那么工程师在调试这类通信问题的时候,示波器是否拥有相关协议的分析插件就非常关键。这些分析插件是如何协助工程师解决问题的呢?


本文将重点从示波器的以太网分析、车载总线协议解码、CAN位时间测试3个方面来进行描述。


一、以太网分析

目前,车载以太网最重要的应用就是域控制器。除了域控制器、激光雷达这些都需要高带宽和全新的运算架构。另外一点就是降低成本的需求。

如图1所示,为典型的汽车网络架构。

图1 典型的汽车网络架构

像CAN总线一样,以太网也需要类似的多种测试来确保通信等的稳定性。这其中就包括眼图测试、发送抖动、幅值特性、上升下降时间、占空比失真等项目的测试。通过这几项的测试,基本可以判断以太网的性能是否良好。


为了兼顾汽车电子方面的整体测试需求,包括常规的电压电流信号,CAN、LIN等总线测试,以及以太网测试等。ZLG致远电子的ZDS4054 Plus,最新固件支持百兆以太网(100Base-TX)分析功能。


测试需要1块ZTF100B转接板,2条SMA转BNC线,1条平行网线用于接示波器,1条平行或交叉网线用于接被测设备。


如图2所示,为测试时连接图,黄色网线另一端插在示波器背面的网口,黑色网线另一端连接被测以太网端口。

图2 以太网分析测试连接图

图3为100Base-TX的眼图分析测试。

图3 100Base-TX的眼图分析

除了眼图测试,还支持发送抖动测试、幅值特性测试、上升下降时间测试、占空比失真测试。如图4所示。

图4 发送抖动等测试

如图5所示,可使用完整测试功能,完整测试功能包括以上的眼图、发送抖动、幅值特性等。

图5 以太网分析完整测试

整体测试结束后,可导出网页报表,方便工程师做报告记录等使用。如图6、图7所示。

图6 整体测试的网页报表

图7 整体测试的网页报表


二、CAN、LIN、CANFD等常用协议分析

像前面提到的,ZDS4054 Plus除了以太网分析外,汽车电子常用的CAN、LIN、FlexRay、CANFD、SENT等协议的解码也是一一标配。

汽车电子行业对示波器参数和功能的要求:

  • 协议解码:兼容所有主流车载通信协议,CAN、LIN、FlexRay、SENT、CANFD;

  • 大存储深度:不是简单的对一帧波形解码,而是可以完整的监控整个通信的过程;

  • 参数测量:需支持波特率、总线负载率等多种参数的测量。

以上三点具体如下:

1、免费标配30余种协议解码:包括汽车电子行业常用的CAN、LIN、FlexRay、SENT、CANFD。与业界其他示波器需要付费选配,且普遍只支持一帧波形解码相比, ZDS4054Plus可支持基于512M存储深度的70s CAN波形解码,其大存储可以保证监控整个通信过程,如图8、图9所示。

图8 免费标配30余种协议解码

图9 70s CAN波形解码

2、拥有全存储深度、全协议解码的事件表:可以将512M存储深度下的波形全部进行解码,并且在事件表中显示。事件表可以观察到具体某帧波形的时间、帧类型、IDField、数据等信息,大大方便了我们对于波形的分析。如图10所示为LIN协议的解码。

图10 LIN协议的解码

3、支持CAN总线波特率、负载率测量:ZDS4054 Plus支持51种参数测量,24种同屏显示。唯一直接支持CAN总线波特率、负载率直接测量,所有测量都是经过FPGA全硬件加速,即使512M波形数据测量不到1s即可。如图11所示为CAN总线波特率、平均与瞬时负载率测量。

图11 CAN总线波特率、负载率测量


三、CAN位时间测试

1、为什么要关注CAN总线的位时间?

汽车CAN总线设计规范对于CAN节点的差分信号位时间(即波特率)有着严格规定:同一总线每个节点的信号位时间必须保持较高的一致性,否则节点组合后会出现错误帧,可能导致各节点间无法进行通信。


2、CAN总线的位时间如何测量?

《汽车物理链路层测试标准GMW14241 JUNE 2012》中规定的步骤如下:

  • 选择被测DUT合适的条件,使用示波器触发显示波形;

  • 测量连续20-30个位的隐性-显性差分电平的边沿时间,平均计算出一个位的时间;

  • 至少重复100次,确定最大和最小值。

其中,单帧CAN位时间测试方法如图12所示。

图12 单帧CAN位时间测试方法


3、传统示波器的CAN位时间测试难点

工程师需要在屏幕上从左到右连续至少数20*100=2000个波形,同时需要完成100次手动计算和数据记录,然后最终确定最大值和最小值。


4、ZLG致远电子示波器解决方案

如果你需要测100帧,那就右上角100帧数据跑过去就可以。同时,也可以提前输入对应车厂要求的上限值和下限值模拟车厂验收,如果测试值在要求范围之内,直接给出pass结果,否则fail,如图13所示。

   

图13 CAN位时间帧数统计及测量结果

测试完成后可对所测试的波形和数据进行导出。导出的“网页报表”文件可使用网页打开,导出的“CSV”文件可使用Excel打开。网页报表导出文件的部分截图如图14所示。

图14 CAN位时间测试结果报告

关键字:以太网  车载总线  CAN位时间  示波器 引用地址:以太网分析、车载总线、CAN位时间测试3个方面解读示波器

上一篇:数字示波器提供的工具如何用来表征噪声
下一篇:解析工程师所熟知的CAN、UART、IIC、USB等协议解码

推荐阅读最新更新时间:2024-11-13 12:24

如何用示波器减小波形噪声
在学习如何使用示波器来减小噪声之前,我们先来了解下示波器的噪声是怎么来的。 许多刚从模拟示波器转到使用数字示波器的人可能会抱怨,说他新买的示波器测出来的波形还不如自己那台老式的模拟示波器清晰,甚至怀疑自己买到的示波器是不是坏的。那么,真的是示波器坏了吗? 要知道,示波器的作用是还原真实的信号,性能越高的示波器,越能观察到信号的更多细节,而这些细节往往是发现异常问题的关键。在实际使用过程中,周围环境中的干扰是实实在在存在的,噪声不可能被完全地消除。事实上,示波器的带宽越高,采集到的噪声信号就会越多。低性能示波器的灵敏度很低,在选择无视这部分干扰的同时,也漏过了很多信号本身的有用信息,从而无法进行有效正确的分析。 许多因素都会
[测试测量]
如何用<font color='red'>示波器</font>减小波形噪声
示波器上的频域分析利器——时频域信号分析技术【理论篇
内容摘要 上一篇文章中主要介绍了Spectrum View的特性,本文将重点介绍Spectrum View的架构及FFT相关的基础内容,包括数字下变频技术(DDC)、频谱泄露效应、时间窗等内容。 Tek 049 数字下变频 (DDC) 基于TEK049/TEK061 创新平台的Spectrum View频谱分析功能,采用了数字下变频技术,得到数字IQ信号后再进行FFT,从而保证了频谱测试的灵活性和快捷性。图2给出了信号采集和处理架构示意图,模拟信号经过ADC转换为数字信号后,时域和频域是并行处理的,使得时域和频域捕获时间可以独立设置。 图2. TEK049/TEK061信号采集和分析架构示意图 数字下变频广泛应用于无线通信
[测试测量]
<font color='red'>示波器</font>上的频域分析利器——时频域信号分析技术【理论篇
绚丽的色彩从何而来_LOTO示波器实测WS2812B系LED光源
不管你对 “RGB性能狂升300%” 的梗认同不认同,不可否认,绚丽的彩色很是酷炫,在现在市面上带“灯”的肯定比不带“灯”的贵也成了商家的一致行为。 在市面上呢,其中有一种RGB LED灯珠,因为价格便宜一个只要几毛钱买的多了都可能到1毛钱一个,无需额外的“庞大”控制电路来驱动,用各廉价的单片机和简单的元件,就可以单IO接口串联让成百上千个灯珠各自独立的发出颜色,低功耗,而且还有不错的刷新率,让DIY玩家在很是推崇。 这就是WS2812系类,它是一种“集控制电路与发光电路于一体的智能外控LED光源”。 那么它是怎么实现的?相关的文档、源码很多,但具体到实际控制方式还是不明不白。本文以WS2812B-4为例,它是WS2
[测试测量]
绚丽的色彩从何而来_LOTO<font color='red'>示波器</font>实测WS2812B系LED光源
泰克TBS1152B数字示波器的特点及应用优势
TBS1152B数字示波器是同类产品中唯一的 2 通道示波器,设计用于支持广泛的监视和分析活动。具有多种功能,如 34 种自动测量、 150 MHz 的带宽、极限测试、数据记录、双通道频率计数器、波形趋势和 2 GS/s 采样速率,使 TBS1152B 数字示波器成为同类产品中的佼佼者。 型号属于 TBS1000B 系列数字示波器 系列: 特点: 独特的 TrendPlot™ 功能增强的极限测试功能 内置分析工具 7 英寸 WVGA 显示器 数字实时采样 双通道频率计数器 5 年保修 应用优势: 在长时间内捕捉和监控测量中的微小变化。 用户可以通过指定最多两个独立的波形包络来为复杂信号定义通过/不通过模板。 34 个自
[测试测量]
怎样制作基本的ArduinoPC示波器
将简单的Arduino Uno(以及一些Python代码)转换为粗略的示波器,以查看波形和电压电平。 示波器非常有用,但通常带有很大的价格标签。幸运的是,有一些专用示波器的替代方案,所以在这个项目中,我们将把一个简单的Arduino Uno(以及一些Python代码)转换成可以用来查看波形和电压电平的粗略示波器! 工作原理:Arduino 示波器的硬件/固件端非常简单,并利用内置的模块Arduino,ADC。 ADC代表模拟数字转换器,是一个可以采用模拟电压(0V和5V之间)并将其转换为二进制数的模块。 Arduino有一个10位ADC,这意味着最大电压5V表示为1023(1111111111),最小电压0V表示为0(
[测试测量]
怎样制作基本的ArduinoPC<font color='red'>示波器</font>
力科示波器基础应用系列之六——开关功率器件的测试
尽管大多数工程师设计或测试的产品都非功率器件,但想必几乎每位工程师都碰到过需要验证产品电源部件的质量。这篇技术文章就功率器件设计问题和电源器件的黑盒测试问题给出一些测试建议。讨论的内容包括开关电源随负载或传输线变化的响应,验证功率器件的SOA(安全工作区)等。 现今电子行业所使用的电源绝大部分都是开关电源。开关电源中的输出功率是依靠一系列的门驱动脉冲来控制的,当负载增大需要更多的功率输出时,控制输出电压的反馈回路会调整门驱动脉冲的宽度(脉冲宽度变宽);相反,当负载减小,脉冲宽度会变窄。为了验证供电设备的性能,工程师会做一系列的测试,主要包括安全工作区测试(SOA),功率损耗,上端栅极测量,动态阻抗分析,控制环路响应,电源输出纹波,线
[测试测量]
力科<font color='red'>示波器</font>基础应用系列之六——开关功率器件的测试
分享一下关于示波器的上升时间
上升时间的重要性 在数字领域中,上升时间测量至关重要。在预计测量数字信号时,如脉冲和阶跃,上升时间可能是更合适的性能考虑因素。示波器必须有充足的上升时间,才能准确捕获迅速跳变的细节。 示波器的上升时间 检定高速数字信号的上升时间 上升时间描述了示波器的实用频率范围。可以使用下面的公式,计算信号类型要求的示波器上升时间: 示波器上升时间≤(信号最快的上升时间×1/5) 注意,这个选择示波器上升时间的依据与带宽选择依据类似。在带宽中,由于当前信号拥有超高速率,并不能一直实现这种经验法则。注意,示波器上升时间越快,捕获快速跳变关键细节的精度越高。 在某些应用中,您可能知道信号的上升时间。有一个常数,可以把示波器的带宽和上升时间关
[测试测量]
RIGOL发布MSO4000系列混合信号示波器
2013年5月6日,北京普源精电科技有限公司(以下简称:RIGOL)宣布,推出MSO4000系列混合信号示波器。这款产品的带宽最大为500MHz,并具有20路测试通道,以及业内同级别MSO中最深的存储深度28Mpts/CH。 图1:RIGOL MSO4000系列混合信号示波器 RIGOL MSO4000系列配置500MHz / 350MHz / 200MHz / 100MHz四个级别带宽。作为混合信号示波器,它还拥有20路测试通道,包括16路逻辑通道和4路模拟通道,可以进行多路信号的混合分析。 MSO4000系列模拟通道采样率为4GSa/s,存储深度为140Mpts(标配);数字逻辑采样率为1GSa/s,存
[测试测量]
RIGOL发布MSO4000系列混合信号<font color='red'>示波器</font>
小广播
最新测试测量文章
换一换 更多 相关热搜器件
更多往期活动

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved