為了改善系統(tǒng)通信效率，降低成本，目前所有的汽車(chē)設(shè)計(jì)都采用了大量的串行總線(xiàn)通信協(xié)議。I2C 和SPI協(xié)議通常應(yīng)用在電子控制單元(ECU)的芯片間通信。對(duì)于各種汽車(chē)子系統(tǒng)(例如舒適性控制系統(tǒng)、防盜鎖、傳動(dòng)系統(tǒng)和引擎控制)之間的長(zhǎng)距離串行通信和控制，CAN、LIN和FlexRay協(xié)議是當(dāng)今汽車(chē)行業(yè)中最常見(jiàn)的串行總線(xiàn)應(yīng)用。

基于主從關(guān)系的LIN串行總線(xiàn)主要用于對(duì)安全性要求不高的應(yīng)用，例如座椅和車(chē)窗控制。CAN串行總線(xiàn)采用差分事件觸發(fā)，其噪聲抗擾度高于單端LIN總線(xiàn)，二十多年來(lái)一直用作汽車(chē)的主要控制總線(xiàn)。FlexRay串行總線(xiàn)采用差分時(shí)間觸發(fā)和同步確定性時(shí)間表。作為新興的串行總線(xiàn)技術(shù)，F(xiàn)lexRay應(yīng)用在部分高端汽車(chē)中，主要適用于對(duì)性能和安全性要求很高的系統(tǒng)。

然而，串行總線(xiàn)通信經(jīng)常受到由汽車(chē)內(nèi)部的非理想環(huán)境造成的信號(hào)完整性問(wèn)題的影響，包括點(diǎn)火系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)噪聲的信號(hào)干擾，這有時(shí)會(huì)在關(guān)鍵通信周期中產(chǎn)生誤差。盡管串行總線(xiàn)協(xié)議分析儀非常適合測(cè)試和監(jiān)測(cè)串行總線(xiàn)數(shù)據(jù)在更高級(jí)協(xié)議層和應(yīng)用層的傳輸，但它們無(wú)法測(cè)出您的汽車(chē)串行總線(xiàn)信號(hào)(物理層)的完整性/質(zhì)量。

當(dāng)前的一些中/高性能數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)提供LIN、CAN和FlexRay總線(xiàn)解碼和觸發(fā)能力，可在協(xié)議層和物理層之間建立時(shí)間關(guān)聯(lián)鏈路。

圖1顯示了Agilent 3000 X系列示波器同時(shí)捕獲和解碼CAN和FlexRay總線(xiàn)。顯示屏底部是每條總線(xiàn)的時(shí)間關(guān)聯(lián)解碼軌跡，位于已捕獲的物理層波形下方。示波器顯示屏上半部分顯示了業(yè)界唯一的時(shí)間交叉“列表”顯示，有時(shí)稱(chēng)為事件表。這種數(shù)據(jù)格式更接近于傳統(tǒng)的協(xié)議分析儀。

圖1：Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器同時(shí)捕獲和解碼CAN和FlexRay串行總線(xiàn)。

Agilent InfiniiVision系列示波器獨(dú)家具備硬件解碼功能，而目前市場(chǎng)上的其它示波器均采用軟件解碼。軟件解碼技術(shù)的更新速率較慢，特別是在使用深存儲(chǔ)器時(shí)。硬件解碼提供串行總線(xiàn)活動(dòng)的實(shí)時(shí)更新，即便使用深存儲(chǔ)器也不會(huì)降低速率。這可以增強(qiáng)示波器捕獲隨機(jī)和偶發(fā)通信錯(cuò)誤的幾率。

除了提供與捕獲波形時(shí)間關(guān)聯(lián)的解碼字之外，另一個(gè)非常有效的工具是眼圖模板測(cè)試，它可以驗(yàn)證高速FlexRay總線(xiàn)的信號(hào)完整性。眼圖測(cè)試廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的串行總線(xiàn)應(yīng)用之中。從根本上講，眼圖是示波器捕獲的所有比特的疊加，顯示比特是否有效。它提供了描述系統(tǒng)物理層特征整體質(zhì)量的合成圖，其中包括因傳輸線(xiàn)效應(yīng)、反射、系統(tǒng)噪聲、過(guò)沖、振鈴、信號(hào)邊沿計(jì)時(shí)和抖動(dòng)而產(chǎn)生的幅度變化。

圖2顯示了基于TP4-10Mbps標(biāo)準(zhǔn)的FlexRay眼圖模板測(cè)試。TP4模板測(cè)試的觸發(fā)參考以每個(gè)字節(jié)起始序列(BSS)事件為基礎(chǔ)。這與FlexRay接收機(jī)再次同步和恢復(fù)時(shí)鐘(用于采樣已接收的數(shù)據(jù))時(shí)所用的參考信號(hào)相同。Agilent InfiniiVision系列示波器使用了獨(dú)特的重復(fù)硬件時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)，以捕獲和疊加同步FlexRay系統(tǒng)中每個(gè)字節(jié)的每個(gè)比特。請(qǐng)注意，示波器也可以特殊幀ID為基礎(chǔ)，對(duì)FlexRay眼圖數(shù)據(jù)的捕獲和疊加進(jìn)行“過(guò)濾”。

圖2：在Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器上執(zhí)行FlexRay “TP4”眼圖模板測(cè)試。

Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器

如果您需要購(gòu)買(mǎi)支持汽車(chē)串行總線(xiàn)應(yīng)用的新型示波器，您可以選擇覆蓋100 ～ 500 MHz帶寬的Agilent 3000 X系列示波器。這類(lèi)示波器均標(biāo)配三年保修期和業(yè)界領(lǐng)先的兩年推薦校準(zhǔn)周期。

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在探測(cè)差分CAN總線(xiàn)時(shí)，安捷倫推薦使用N2791A 25-MHz差分有源探頭。在探測(cè)差分FlexRay總線(xiàn)時(shí)，安捷倫推薦使用N2792A 200-MHz差分有源探頭。