magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

{a-feliratkozással-elfogadja-az-adl-kiadó-kft-adatvédelmi-és-adatkezelési-tájékoztatóját-1}

H TEST kezdokepA jelenkor autóelektronikai mérnökének gyak­ran kell soros buszkommunikációt vizsgálnia. Az analóg jelalakok – a fizikai réteg – vizsgálatára sok korszerű oszcilloszkóp alkalmas. Ez azonban nem elegendő, a magasabb absztrakciós szint, a buszprotokoll (alkalmazási réteg) analízisére is szükség van. A Keysight Technologies új oszcil­loszkópjai a buszon folyó adatforgalom részleteit is feltárják.

 

Keysight InfiniiVision X- és Infiniium S-sorozatú oszcilloszkópokkal

Dekódolás és triggerelés a CAN-, LIN- és FlexRay-buszokon

Az oszcilloszkópok alapvető funkciója az analóg jelek minőségvizsgálata. A buszok esetében azonban ezzel gyakran nem elégedhetünk meg. Sok korszerű oszcilloszkópot lehet úgy beállítani, hogy bizonyos eseményekre (a buszon megjelenő speciális bitszekvenciákra – A szerk. megj.) triggereljen, amellyel a buszon folyó kommunikáció részleteire összpontosíthatjuk a vizsgálatot. Az automotív alkalmazásokban általánosan felhasznált soros buszok (CAN, LIN, FlexRay) dekódolása és a felismert mintázatra történő triggerelése alapvető fontosságú az egyes üzenetdarabok (keret, frame) vagy a teljes üzenetek minőségvizsgálatánál és az egyes keretek közötti időzítések mérésénél. Az 1.a ábrán egy példát láthatunk egy LIN-busz és egy CAN-busz egyidejű figyelésére és dekódolására egy Keysight InfiniiVision 4000 X-sorozatú oszcilloszkóppal. A megjelenített kép alsó részén láthatók a dekódolt csatornák, amelyek egymással időben korrelált módon állnak kapcsolatban minden felismert jelcsomag esetében (a sárgával megjelenített Ch1 a CAN-busz, a zölddel megjelenített Ch2 a LIN-busz jeleit ábrázolja). Az oszcilloszkóp-képernyő felső felén az időben összefésült, dekódolt protokoll listáját láthatjuk táblázatos formában. Ez az időben összefésült listamegjelenítés – a Keysight InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkópok egyedülálló képessége – látható kinagyítva az 1.b ábrán. Mivel a listázó az üzeneteket időbeli sorrendjükben mutatja – függetlenül attól, hogy az üzenet a CAN- vagy a LIN-buszon továbbítódott –, egyszerűbb és intuitívebb vizsgálatot tesz lehetővé a többféle buszt alkalmazó rendszerekben a buszok közötti átjárók (gateway) forgalmának megfigyelésére. Megjegyezzük, hogy ez a szolgáltatás bármely két buszrendszer között, például CAN1 és CAN2 között is működőképes.

 

H TEST 1a

1.a ábra Lin- és CAN-busz egyidejű dekódolása egy Keysight InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkóppal

 

H TEST 1b

1.b ábra A dekódolt protokoll listájának négy sorra kiterjesztett nézete kék vonalakkal mutatja a CAN-, zölddel pedig a LIN-üzeneteket. Azáltal, hogy ilyen részletességű képet kapunk a buszüzenetekről, sokkal intuitívebben végezhetjük a buszok közötti időzítés mérését is


A Keysight InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkópok másik egyedülálló képessége a hardveralapú dekódolás. Ez azt jelenti, hogy a műszer igen nagy frissítési gyakoriságra képes (akár egymillió hullám/s), és a dekódolt jel frissítési gyakorisága gyakorlatilag valósidejű dekódolásnak felel meg. Ez az oszcilloszkóp képességeit kiterjeszti a véletlen vagy ritkán bekövetkező kommunikációs hibák – például kerethibák – elfogására is, mivel a kijelzés frissítése nem lassítja le az oszcilloszkóp jelfeldolgozási műveleteit.
A Keysight InfiniiVision 4000/6000 X-sorozat és az Infiniium S-sorozat közös tulajdonsága a CAN-busz szimbolikus szintű dekódolása is. Ezáltal az oszcilloszkóp triggerelési feltételeként nemcsak a jelértéket vagy egy kódolt állapot megjelenését, hanem egy CAN-üzenet szimbolikus üzenetnevét is beállíthatjuk.
A .dbc fájl használatával minden speciális fordítás vagy más PC-szoftveres feldolgozás nélkül még annál is mélyebb betekintést kaphatunk a busz információáramába, mint amit általában kizárólag csak protokoll-analizáló célműszerektől várhatunk. Ez a képesség az adatokat jelentéssel bíró információként mutatja meg. A CAN-busz szimbolikus szintű dekódolása a Keysight minden ilyen oszcilloszkóp CAN-trigger és dekódolási opciójának alapképességeként jelenik meg.
A 2.a ábrán példát láthatunk egy 500 kbit/s sebességű, differenciális CAN-busz szimbolikus dekódolására egy Infiniium S-sorozatú oszcilloszkóp segítségével. Az InfiniiVision X- és az Infiniium S-sorozat tagjai nem csupán arra képesek, hogy az üzenetekhez és jelnevekhez társított adat numerikus értékét és fizikai mértékegysé­gét is kijelezzék, egyedülállóak abban is, hogy állapotkódolt üzenetek tartalmát szimbolikus formában is megjelenítsék. A 2.b ábra nagyított képén, a protokoll-listázó 8., 9. és 10. sorában látható „Armed” (élesítve), „Deployed” (felhasználva), „Unlocked” (reteszelés feloldva), „Locked” (reteszelve) feliratok az állapotkódolt jelek szimbolikus megjelenítésére mutatnak példát. Az oszcilloszkóp azért képes az állapotnevek közvetlen megjelenítésére, mert a .dbc fájlok közvetlen importálásával mentesíti a felhasználót a névfordítás manuális elvégzése alól.
Az Infiniium S-sorozatú oszcilloszkópok rugalmas módszert kínálnak a dekódolt információ megtekintésére is. Lehetőség van „mélyebbre ásni” a dekódolt adat részletesebb megjelenítésére a bit- és a mezőhatárok szintjén, amint az a 2.a ábra alsó felén látható (és amit a 2.c ábra mutat be nagyított formában).

 

H TEST 2a

2.a ábra A CAN-buszüzenetek szimbolikus dekódolása egy Keysight Infiniium S-sorozatú oszcilloszkóppal

 

H TEST 2b

2.b ábra Az „Airbag”- és az „ABS”-üzenetekben példát láthatunk az állapotkódolt jelek használatára

 

H TEST 2c

2.c ábra Egy még részletesebb nézet a bit- és mezőszinten dekódolva teszi lehetővé a buszforgalom megjelenítését egy Keysight Infiniium S- sorozatú oszcilloszkóppal

Automotív soros adatok hosszú idősorainak rögzítése

Néha szükségessé válhat az automotív soros buszokról hosszú idejű, megszakítatlan adatsorokat rögzíteni, például egy bekapcsolási folyamat adatforgalmáról. Sajnos az összes digitális oszcilloszkóp adatgyűjtő memóriája korlátozott méretű, amely korlátozza a rögzíthető jelszekvencia időtartamát és a rögzíthető és dekódolható üzenetek vagy keretek számát. A Keysight Infiniium S-sorozatú oszcilloszkópjait alapkivitelben 50 millió mérési pont tárolására képes memóriával gyártják, amely azonban opcionális tartozékkal 800 millió pontosra bővíthető. Ez a legnagyobb méretű memória az e kategóriában ma kapható oszcilloszkópok között, tehát ezzel rögzíthetjük és elemezhetjük a leghosszabb időtartamú, folyamatos soros buszforgalomszakaszt.
Ám néha még a 800 Mpont adatgyűjtő memória is kevésnek bizo­nyulhat. A hatékony memóriahasználat és a szelektív adatrögzítés időtartamának kiterjesztése segítségével az Infiniium S-sorozatú oszcilloszkópokban szegmentált memóriahozzáférés valósul meg.
Az InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkópok alapkivitelben 4 Mpont adatgyűjtő memóriával készülnek, és ezeknél is megvalósították a szegmentált memóriahozzáférésű adatgyűjtést azáltal, hogy szelektíven lehet adatokat rögzíteni egyes kiválasztott üzenetek többszörös és egymás utáni ismétlődő előfordulásának triggerfeltételként való felhasználásával.
A 3. ábrán példát láthatunk 1000 egymás utáni hibás CAN-üzenet rögzítésére (CRC-hiba, bitkiegészítés-hiba, hiányzó visszaigazolás bit vagy hibásnak megjelölt keretek) egy 100 s-os időtartamon belül. A szegmentált memóriahasználatot mutató példában látható az 1000 elfogott üzenet szimbolikus dekódolása is a protokoll-listázó megjelenítési módban (az oszcilloszkóp-képernyő felső felén). Az InfiniiVision X-sorozat az egyetlen oszcilloszkópcsalád a mai piacon, amely nemcsak a kiválasztott szegmenst, hanem az összeset dekódolni képes.

 

H TEST 3

3. ábra A szegmentált memória használata 1000 egymást követő CAN-buszhiba rögzítésére egy 100 másodperces időtartamon belül

Szemábrás maszktesztelés

Az automotív soros buszok fizikai rétegének vizsgálatára gyakran használják a szemábrás maszktesztelés módszerét. Egy oszcilloszkópos szemdiagram egyetlen méréssel teszi lehetővé a fizikai réteg teljes minőségi áttekintését. A Keysight-oszcilloszkópok alkalmasak a szemdiagramos „megfelelő/nem megfelelő” minősítő elvégzésére differenciális CAN-buszokon (csak az InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkópokkal), a differenciális FlexRay-buszokon, valamint a differenciális MOST50 és MOST150 buszokon (csak az Infiniium S-sorozatú oszcilloszkópokkal). Ezeken kívül is díjmentesen letölthetők a Keysight.com webhelyről néhány különféle ipari szabványú busz maszk különböző vizsgálósíkjait és buszfrekvenciáit tartal­mazó fájlok.
A 4. ábra példát mutat egy „TP4” szemdiagramos maszk teszt megjelenítésére egy FlexRax-vevő bemenetén egy InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkóppal. Ez a mérési példa jelentős élbizony­talanságot (jittert), lassú fel- és lefutási idejű jeleket diagnosztizál, és egy eltolt bit is felismerhető, amely maszk-teszthibát mutat azáltal, hogy átmetszi a „megfelelő/nem megfelelő” maszk határvonalát.

 

H TEST 4

4. ábra Egy FlexRay-buszon végzett szemábrás maszkteszt felfedi az eltolt bitből adódó buszhibát


Az 5. ábrán egy differenciális CAN-busz szemábrás maszktesztjét láthatjuk. A szemábrán látható, feltűnő jitter fő oka a hálózat különböző fizikai helyein működő aszinkron hálózati csomópontok adásának terjedési késleltetése. A Keysight InfiniiVision X-sorozat ma egyedülálló azt a képességét tekintve, hogy CAN-szemábrás maszktesztelést képes elvégezni.

 

H TEST 5

5. ábra  CAN-busz szemábrás tesztelése Keysight InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkóppal

A fizikai réteg megfelelőségi tesztelése

Néhány újabb automotív soros busznaksajátos megfelelőségi köve­telményeket kell kielégítenie. Ezeket a tesztkövetelményeket a szabványbizottságok állapítják meg annak érdekében, hogy minden olyan részegység, amely az adott buszon kommunikál, együtt tudjon működni egymással a különféle gyártók termékeire vonatkozó egységes követelmények miatt. 

Teljesen automatizált, részletes tesztjelentést generálnak a FlexRay-rendszereken az InfiniiVision X-sorozat, továbbá a BroadR-Reach és MOST50/150 automotív soros buszokon az InfiniiVision S-sorozat oszcilloszkópjai. A Keysight-oszcilloszkópokon elérhetők az ehhez szükséges ipari szabványok adatai. A 6. ábra egy FlexRay-buszvizsgálat összegzett mérési jegyzőkönyvét mutatja egy InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkóppal.

 

H TEST 6

6. ábra Keysight InfiniiVision X-sorozatú oszcilloszkóppal végzett FlexRay fizikai réteg megfelelőségi teszt mérési jegyzőkönyve


A 7. ábra példáján egy összegzett mérési jegyzőkönyv látható egy automotív MOST150-es hálózat vizsgálatáról egy InfiniiVision S-sorozatú oszcilloszkóppal. A cikkben ugyan nem mutatjuk be, de megjegyezzük, hogy hasonló fizikai réteg megfelelőségi tesztet lehet végezni a BroadR-Reach soros buszon is.
Jelen cikkünket a Magyar Elektronika 2015. októberi lapszámában folytatjuk.

 

H TEST 7

7. ábra Keysight Infiniium S-sorozatú oszcilloszkóppal végzett MOST150 fizikai réteg megfelelőségi teszt mérési jegyzőkönyve

 


Magyarországon a Keysight Technologies kizárólagos resellere
a H TEST Hungary Kft.

 

H TEST Hungary Kft.
9027 Győr, Gesztenyefa u. 4.
Tel.: + 36 96 999 262
Email: info@htest.hu
www.htest.hu

Még több H TEST

 

Címkék: Keysight Technologies | InfiniiVision | Infiniium | automotív | szemábra | CAN | LIN | FlexRay