使用PicoScope5000D系列示波器进行车辆通信自动分析

为汽车应用设计CAN FD网络的人员了解这一CAN后继技术的优势：新系统保留了现有的CAN概念，如总线仲裁、帧标识、事件控制等，这样相关专家就无需应对新型策略。

然而，CAN FD的发展也给网络设计者带来了一些额外的挑战，这主要归因于数据阶段带宽的提高。例如，CAN FD对不利的网络拓扑结构、电磁干扰源和影响以及错误的终端连接等明显更加敏感。为了实现稳健的网络，CAN FD设计者必须全面考虑这些主要在物理层发生的影响。

下面这篇论文提出了一种综合解决方案，该方案在逻辑网络分析和物理层事件之间建立了严格的时间相关参考。本文由Vector Informatik GmbH的Mirko Donatzer和Peter Decker撰写。

车辆通信自动分析

为汽车应用设计CAN FD网络的人员了解这一CAN后继技术的优势：新系统保留了现有的CAN概念，如总线仲裁、帧识别、事件控制等，以便熟悉CAN的专业人员无需应对新型策略。然而，CAN FD的发展也给网络设计者带来了一些额外的挑战，这些挑战主要归因于数据阶段更高的带宽。例如，CAN FD对不利的网络拓扑结构、电磁干扰源及其影响以及错误的终端连接等明显更加敏感。为了实现稳健的网络，CAN FD设计者必须彻底处理这些主要发生在物理层的影响。本文提出了一种综合概念，该概念在逻辑网络分析与物理层事件之间建立了严格的时间相关参考。

这种方法使用户能够在开发的非常早期阶段就检测出错误及其原因，从而对其进行纠正或采取相应的措施，并因此更快地得出合适的结果。与之前的CAN标准相比，CAN FD的核心创新在于其有效载荷从8字节扩展到了64字节，以及能够切换到明显更高的数据传输速率。后者直接影响网络物理特性，因为传输每一位的时间相应减少，通常的瞬态响应也必须在更短的时间内完成。这可能会导致信号质量下降。情况进一步复杂化的是，更快的传输速度仅定义在帧的数据阶段，而仲裁阶段则始终保持在较低的比特率。因此，在运行过程中会不断发生切换过程，从而改变网络行为。切换发生在开发人员为此目的而实现的所谓比特率切换（BRS）位的采样点。

另一方面，循环冗余校验（CRC）定界符位的采样点则用于返回到仲裁比特率。市场上存在许多用于CAN FD网络分析和调试的成熟工具。这些工具基本上都旨在在网络设计阶段就开始支持用户。这些工具通常仅在逻辑层上工作，即它们解释来自物理层的数据，并能将其与相应的应用特定含义相匹配，特别是能够检测帧错误。CAN FD控制器发送的比特和字节被汇总成帧，而这些帧又代表了CAN节点的应用信号。应用信号包括例如发动机ECU的每分钟转数、速度或加速度等。在CAN FD ECU的测试和集成过程中，分析工具会提供帮助。这些工具一方面有助于确保相应节点在与应用相关的规范内运行，另一方面有助于确保其发送/接收行为符合CAN FD规范的规定。

CANoe和CANalyzer是用于单个ECU和整个ECU网络开发、测试和分析的综合软件工具。它们支持网络设计者、开发和测试工程师在整个开发过程中——从规划到系统级测试——的各项工作。海洋仪器的选择是一个集成的示波器解决方案，通过将4通道的PicoScope 5000D系列示波器与标准的Vector网络接口相结合而实现。它可以同时分析多达2个CAN FD或FlexRay网络，或4个LIN/传感器/IO信号。PicoScope硬件与网络接口同步，因此所有示波器测量都与CANalyzer具有相同的时间基准。借助总线特定触发条件和CANoe时间同步，您可以比使用单独的网络分析仪和示波器更快地找到协议错误的原因。