有个做汽车电子的客户,主要给国内主流汽车厂商做汽车电子控制系统方案,平常除了常规的电流电压测试,也需要对于汽车内部控制信号做一些解码分析。日常常规测试电流一般电流在几A左右,偶尔会到十几A。电压测试一般在24V就够,不会超过100V;而解码方面,该客户主要做SPI和CAN总线解码分析,在测试中需要对于总线中的信号准确分析判断,使得产品的控制信号正常无误地运行,进而保障汽车的行驶安全。

(相关资料图)

由于现在汽车内部电子化的程度越来越高,对于电子控制系统来说,严格保证显得尤为重要。客户希望能在预算之内达到测试目的,同时由于测试需要几个实验室来回使用,设备的轻便也显得很重要。

随着汽车各系统的控制逐步向自动化和智能化转变,汽车电气系统变得日益复杂。传统的电气系统大多采用点对点的单一通信方式,相互之间少有联系,这样必然会形成庞大的布线系统。

据统计,一辆采用传统布线方法的高档汽车中,其导线长度可达2000米,电气节点可达l500个,而且该数字大约每10年就将增加1倍。这进一步加剧了粗大的线束与汽车上有限的可用空间之间的矛盾。无论从材料成本还是工作效率看,传统布线方法都不能适应现代汽车的发展。另外,为了满足各电子系统的实时性要求,须对汽车公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享,而每个控制单元对实时性的要求又各不相同。因此,传统的电气网络已无法适应现代汽车电子系统的发展,于是新型汽车总线技术便应运而生。

目前汽车上普遍采用的汽车总线有局部互联协议LIN和控制器局域网CAN,正在发展中的汽车总线技术还有高速容错网络协议FlexRay、用于汽车多媒体和导航的MOST以及与计算机网络兼容的蓝牙、无线局域网等无线网络技术。

CAN总线又称汽车总线,是一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它以某种形式(多为星形)将各个单个控制单元连接起来,形成一个完整的系统。CAN总线是德国Bosch公司开发的一种串行通信协议,用于解决现代汽车中许多电子控制模块(ECU)之间的数据交换。

如今CAN总线已广泛应用于汽车电子系统,成为欧洲汽车制造业的主要行业标准,代表了汽车电子控制网络的主流发展趋势。世界上许多著名的汽车制造商,如大众、奔驰、宝马、保时捷和劳斯莱斯等公司都采用CAN总线来实现汽车内部控制系统的数据通信。

而LIN总线LIN是摩托罗拉、奥迪等知名企业联合推出的新型低成本开放式串行通信协议。它主要用于车辆中的分布式电子控制系统,特别是用于智能传感器或执行器的数字通信场合,如电动门窗、座椅调节、照明等的控制。典型的LIN网络中的节点数量可以达到12个。以门窗控制为例。有门锁、车窗玻璃开关、车窗升降电机、操作按钮等。在门上,只需要一个LIN网络就可以将它们连接成一体。

通过CAN网关,LIN网络还可以与其他汽车系统交换信息,实现更丰富的功能。目前,LIN已成为国际标准,被大多数汽车制造商和零部件制造商所接受。与CAN相比,LIN的成本节约主要是由于采用单线传输,硅片中硬件或软件的实现成本低,从节点中需要使用应时或陶瓷谐振器。这些优势是以低带宽和有限的单宿总线访问方法为代价的。LIN包含一个主节点和一个或多个从节点。所有节点都包含一个分解为发送和接收任务的从属通信任务,而主节点还包含一个附加的主发送任务。在实时LIN中,通信总是由主机任务发起。

其中解码测试主要针对控制板。首先使用示波器(此处使用的是泰克MSO 2系示波器)来找出汽车上can总线的接口,将示波器的两个接口(接地和探头)分别接在can总线的两条线(CAN_H和CAN_L)上,然后打开解码选件,在BUS通道上根据CAN电气特性选择正确的信号源和电平设置:

CAN总线电气参数示意

CAN数据解码

通过测试,泰克MSO 2系示波器能看到比较好的效果,同时由于这款示波器小巧、轻便,带去其他部门测试也比较方便。测试工程师觉得这款示波器用起来很顺手,组内测试解码的效果也很好,尤其是有电池选件之后转组测试更方便。

总线测试-工程师正在尝试在用手在屏幕处理数据

总结:

配置要求:针对实际特性,测试控制信号频率来说,选配100M带宽足够,因为测试要求,需要选加解码选件,加配电池选件,使用更方便。

系统配置参考:

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关键词： 控制信号 汽车电子 现代汽车 串行通信