简化CAN和LIN车载网络测试

简化ＣＡ　Ｎ和Ｌ＿Ｎ车载网络测试　Ｓｉｍｐｌｉｆｙ　ＣＡＮ　ａｎｄ　ＬＩＮ　Ｉｎ－ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＴｅＳ｛ｉｎｇ　■Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ通用测试仪器部亚太区产品市场经理　孙志强　摘要　ｃＡＮ的基础知识　为数据帧、远程帧、过载帧或错帧。对　针对越来越多车载网络的使月　ＣＡＮ是一种连接多个控制模块使　车载网络，ＣＡＮ节点请求数据，然后发　和研发，本文以ＣＡＮ　ｌＮ为例　用的串行异步多主站通信协议。其中，　送一个远程帧。如果节点忙着处理数　如何使用ＤＰＯ７ｏＯＯ系列不　小于１２５　Ｋｂｐｓ的数据速率通常称为低　据、执行优先工作，那么节点将把过载　器配合相应的ＴＤＳＶＮＭ方案　速ＣＡＮ。１２５　Ｋｂｐｓ￣ｌ　Ｍｂｐｓ的数据速率　帧放在总线上，表明它目前正忙。如果　全面满足了在调试和测试车毒　称为高速ＣＡＮ。ＣＡＮ在信令处理中使　ＣＡＮ节点发现有校验和错误或数据毁　网络时没有得到满足的需求。　用单线、双线或容错技术。在单线ＣＡＮ　坏，它将发送一个错帧。ＣＡＮ有两种　本文将主要讨论如下功能：　中，数据速率是３３．３　Ｋｂｐｓ和８３．３３　协议格式：ＣＡＮ２．０Ａ和ＣＡＮ２．０Ｂ。这　￥翳。　溉　藏豫鳓｛黪强　ｔｇ　Ｋｂｐｓ，信令采用单端信令。双线ＣＡＮ数　两种版本之间的差别是地址中使用的　泞　毒Ｉ　麓誊０　畿弦　誊蓦　鬻　据速率是高速ＣＡＮ，信令采用差分信　位数不同。ＣＡＮ２．０Ａ支持１１位地址，　凌　Ｉ圣！曩爱　令。容错ＣＡＮ用于低速ＣＡＮ数据速率。　可以兼容ＣＡＮ２．０Ｂ。ＣＡＮ２．０Ｂ支持２９　。｝　≮强　霭露鼍｛：　－　’ｉ　位地址，也称为扩展地址。　露ｔ　ｉ零｜　毒。豢　网络中的每个ＣＡＮ节点通过发　ＣＡＮ２．０Ｂ的典型数据帧内容如图　羰褥　曩霉　ｌｌｌ　。　ｌＩ　送包形式的信息进行通信。每个包将　囊　尊　藕　乎露　包含开销和净荷。根据通信类型，包称　１所示。　￡ｌ　ｌ　ｉ　｜一｜　：　一　｜　｜ｊ　Ｅ舟｜　ｒ｜　≯。抒　。　≯　葑ｔ　一艮　阔■■　＼１１　　１１位　嘲　标实符　标实符伯位　　吡　宇　雠ｃ—ｃ　萎串　７　３　ＳＯＦ一帧开始　Ｚ　鬣　ＳＯＦ一置换远程请求　标准帧：ＩＤＥ＝０　霹　—：；ｎ－——～　ＩＤＥ一标识符扩展　标准数据帧：ＲＴＲ＝０　ＲＴＲ一远程传输请求　标准远程帧：ＲＴＲ－１　Ｉ　ＤＥ一标识符扩展　ＲＯ一保留位　ＤＬＣ一数据长度数量　ＣＲＣ一循环冗余数量　ＡＣＫ一确认位　Ｌ…一彻　……　。ｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com

汽车电子元器件　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　Ｌ／Ｎ基础知识　ＬｌＮ是一种基于公共ＵＡＲＴ接口　的单线串行通信协议。ＬｌＮ采用单主　站多从站组网结构。它是为汽车传感　量频率振荡器容限　和传输延迟。帮助解决　位定时问题　ＣＡＮ协议的功能、位速率、位采样　器和驱动器组网应用开发的，用于车　点和一个位周期中的样点数量都可以　门控制、车灯和车窗操作。ＬＩＮ主节点　由用户编程。在这一过程中，用户必须　将ＬＩＮ网络与高级网络相连，如使用　知道位定时参数、参考频率振荡器容　控制器区域网（ＣＡＮ）。由于电磁干扰　和时钟同步要求，ＬｌＮ支持最大２Ｏ　Ｋｂｐｓ的数据速率。在收到和过滤标识　符时，从站任务激活，开始传输消息　响应　响应由２个、４个或８个数据字　节和１个校验和字节组成。包头和响　应部分构成了一个消息格式。ＬＩＮ消　息格式如图２所示。　…………………　蝗…………………．　图２　ｔ　采样点　ｌ　１个时问单位（ｔｑ）　ＩｌＩＬ世界电子元器件　。　．　．ｇ。。ｍ。ｇ．。。ｍ　限和系统中各种信号传输延迟。根据　ＣＡＮ规范，位时间分成四段，即同步　段、传播时间段、相位缓冲段１和相位　缓冲段２。每个段由可以编程的特定　数量的时间单位组成。时间单位（１ｑ）是　位时间的基本时间单位，其长度由编　程人员使用位速率预标量定义。图３　说明了怎样才能选择位时间中的时间　单位，然后为４个段分配时间单位。同　步段（ｓｙｎｃ—ｓｅｇ）是预计发生ＣＡＮ总线　电平边沿的位时间部分。在ｓｙｎｃ＿ｓｅｇ　外面发生的边沿与相位段边沿间的距　离称为该边沿的相位误差。传输时间　段（ｐｒｏｐ—ｓｅｇ）主要用来补偿ＣＡＮ网络　内部的物理延时。相位缓冲段（ｐｈａｓｅ　—ｓｅｇｌ和ｐｈａｓｅ—ｓｅｇ２）包围在样点周　围。再同步跳转宽度（ＳＪＷ）规定了再同　步可以在相位缓冲段规定的范围内把　样点移动多远的距离，以补偿沿到沿　误差。　为使ＣＡＮ网络正常运行，必须考　虑物理延时和频率振荡器的容限范　围，ＣＡＮ网络中的每个节点从自己的　频率振荡器中得到位定时，这个位时　间会随着频率振荡器的容限而变化。　在实际系统中，由于初始容限偏置和　老化及周围温度变化，频率振荡器参　考频率ｆｃｌｋ会偏离额定值。这些偏离　之和得到总的频率振荡器容限。在对　定时寄存器编程时，编程人员必须考　虑这一变化。　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　汽车电子元器件　ＣＡＮ和ＬＩＮ消息的协　议解码　一在ＤＰＯ７０００系列上运行的ＣＡＮ　把自己同步到收到的从隐性到显性的　和ＬＩＮ定时和协议解码软件（称为　边沿。由于节点Ｂ是在发送后同步的　ＴＤＳＶＮＭ）自动测量频率振荡器容限。　用户可以指定ＣＡＮ节点的号码。　这一边沿延迟（Ａ－ｌｏ—Ｂ），因此Ｂ的位定　时段相对于Ａ发生位移。节点Ｂ发送　旦物理层在车载网络中全面运　行，固化软件将与ＥＣＵ（发动机控制单　ＴＤＳＶＮＭ中的结果将包括有ＡＣＫ位　优先权更高的标识符，因此在发送显　元）集成在一起。在这一活动过程中，　及没有ＡＣＫ位的整体频率振荡器容　性位时，在特定标识符上它会赢得判　用户可以以数据链路层格式查看ＯＳｌ　节点Ｂ发　限。ＴＤＳＶＮＭ还将提供没有ＡＣＫ位的　优，而节点Ａ则传输隐性位。的物理层活动。图５是典型的车载网　Ｂ—ｔｏ—Ａ）后到达　数据，表明接收ＣＡＮ节点对传输节点　送的显性位将在延迟（络。　　的影响。通过结合使用频率振荡器的　节点Ａ。在图５中，多条总线使用网关互连　起来。舒适总线和资讯娱乐总线通常以　发送节点和接收节点容限，可以对　由于频率振荡器容限，节点Ａ的　ＣＡＮ控制器定时寄存器编程，实现无　样点的实际位置可能会位于节点Ａ同　低于１２５　Ｋｂｐｓ的速率运行，传动链总线　相的段额定范围内的任何地方，因此　差错的网络性能。　和安全总线以５００　Ｋｂｐｓ－１　Ｍｂｐｓ的数　除频率振荡器容限信息外，为精　节点Ｂ传输的位必须在ｐｈａｓｅ—ｓｅｇｌ　据速率运行。ＬＩＮ总线接入到舒适总线　确地设置样点，还要求传输延时信息。　开始前到达节点Ａ。这一条件定义了　上。在不同总线之间使用网关交换数　ｏｐ—ｓｅｇ的长度。　传输延迟在ＣＡＮ系统中具有重要意　ｐｒ据。在这个异构网络中，需要进行的分　义，这是因为ＣＡＮ支持在竞争访问网　如果节点Ｂ传输的从隐性到显　析如下：　络的节点之间进行非破坏性判优及同　性的边沿在ｐｈａｓｅ—ｓｅｇ２开始后到　·触技特定ＣＡＮ　ＩｌＪＩｊ｛ｌ～　，抽扶总线　帧确认。　达节点Ａ，那么可能会发生节点Ａ对　、ｌｌ，务，以数圳诬路　格　’俯心　假设有两个ＣＡＮ节点Ａ和Ｂ。两　隐性位、而不是显性位取样的情况。　·ＣＡＮ　之　ｆＩ＂Ｊ【ｆ、ｆ黻　个节点Ａ和Ｂ之间的单向传播延迟规　这会导致误码，并使用错误标记破坏　枪定小川Ｉ圳段之　Ｊ的ｉ０１　定为ｔｐｒｏｐ（Ａ，Ｂ）。由于两个节点之间　当前帧。　·　他　川　’　个Ｉ叫段·ｌＩｆ　义　的信号传播时间，同步到ＣＡＮ总线上　这个问题要求工程师在对ＣＡＮ　ｊ＾础。　个Ｉ叫段ｉ　Ｊ以地ＣＡＮ—ＣＡＮ　码流的任何ＣＡＮ节点将与发射机码　控制器的定时寄存器编程时考虑精确　·　战ＣＡＮ—ＬＩＮ　流不同相。　的数据。现在，ＴＤＳＶＮＭ软件提供了自　·　愉定Ｉ圳　ｎ，Ｊ　Ｐｆ　能。确定　段之川　、　在图４中的实例中，两个节点Ａ和　动测量传输延迟的功能。ＴＤＳＶＮＭ可　换的Ｉｌ、Ｊ　戌　息交换旧　ｆｌｆｆＪ　Ｂ都是对ＣＡＮ总线执行判优的发射　以自动测量频率振荡器容限和传输延　机。节点Ａ发送帧开始位的时间比节　迟，用户可以使用来自车载网络的实　点Ｂ早不到一个位时间，因此节点Ｂ　际环境数据对寄存器编程。　—　通过使用与ＤＰＯ７０００系列集成　式ＣＡＮ触发功能接口的ＴＤＳＶＮＭ软　件，用户可以捕获特定ＣＡＮ帧内容上　的ＣＡＮ业务。ＴＤＳＶＮＭ解决方案可　以监测ＣＡＮ２．０Ａ或ＣＡＮ２．０Ｂ帧。用　户可以灵活地选择帧类型，如数据帧、　过载帧、远程帧或错帧。根据帧中的内　节点Ａ　容，用户可以指明要监测的内容，并发　起捕获。　Ｓｙｎｃ＿ｓｅｇ［二二二］Ｐｒｏｐ—Ｓｅｇ　Ｆ－－１　Ｐｈａｓｅ＿ｓｅｇ’　但是，采用ＹＴ格式捕获的数据很　难解释ＮＲＺ数据，很难知道ＣＡＮ消息　中的内容。ＴＤＳＶＮＭ解码ＹＴ波形，以　［～］Ｐｈａｓｅ．．Ｓｅｇ２　图４　世界电子元器件２００６．９　ｗｗｗ．ｇｅｃｍａｇ．ｃｏｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com

汽车电子元器件　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　图５典型车载模型　十六进制或二进制格式显示数据，节　约了时间，不会产生人为错误。　ＴＤＳＶＮＭ软件提供了各种分析工　具，允许用户以许多不同的形式分析数　据。例如，它使用参考触发条件的时戳，　并可以灵活地选择希望的帧，作为使用　标尺的参考标准。通过在任何两条希望　的ＣＡＮ消息之间放置两个标尺，用户　可以知道两条消息之间的时间。可以同　时找到在两条不同总线之间交换数据　的准确性及通信时延。市场上还没有其　他示波器软件能够做到这一点。　通过更多的触发功能，　完成更多的协议调试　通过使用ＤＰＯ７ＯＯＯ系列的内置　触发功能，用户还可以同步帧头或帧　尾、特定标识符、数据、甚至帧内未确　认或错误。　但是，如果用户需要更多的调试功　能，如复合触发和数据过滤，那么Ｃｒｅｓ—　ｃｅｎｔ　Ｈｅａｒｔ软件公司提供的ＡＴＭ１自动　触发模块为满足这些需求提供了业内　领先的解决方案。通过使用ＡＴＭ１，用　户可以触发帧内的ＤＬＣ、无源错帧　或有源错帧，还可以执行级联触发　或ｉｆ—ｔｈｅｎ．ｅｌｓｅ触发。　ＩｌＩ昌Ｌ世界电子元器件　。　．　固。。ｍ。ｇ．。。ｍ　同时，汽车行业推荐，车载网络应　以总线负荷的３０％运行，以高效利用　网络，否则出现过载帧或优先级错误。　ＴＤＳＶＮＭ可以测量总线利用率，并支　持在饼状图下帧分析。　车载网络在具有电气噪声的环境　中运行，导致ＣＡＮ信号很容易受到电　气噪声影响，进而导致幅度畸变，在信　号中增加抖动、尖峰和毛刺。ＴＤＳＶＮＭ　软件允许用户指定ＩＤ为触发条件，以　眼图的方式来测量分析，信号中的幅　度偏差和抖动。　ＬＳＡ选项把集成式ＣＡＮ特定触发　功能与ＴＤＳＶＮＭ　ＣＡＮ和ＬＩＮ定时和　协议解码软件结合在一起，把通用的　泰克ＤＰＱ７０００系列示波器转换成完　善的车载网络管理工具。它提供了业　内领先的功能。　·　测射频率振荡器窬　和传橘延迟，　约时　·　测时总线￣ｌｊ　Ｊ：ｌＪ率和数　速率，提岛　网络使川效率　·　分析ＣＡＮ叭　，帮助定他ＣＡＮ｝ｆｊ　息ｌ｛　的噪声　题　·　根　ＣＡＮ帧的内容捕获ＣＡＮ和　ＬＩＮ消息，以协议解码格式　行这　消息　·　同时捕狱ＣＡＮ干¨ＬｌＮ数　，以协　议解　格式　厅数据．定　Ｊ叫天·ｆ　１的时延　·　尚级触发功能，川Ｊ　物　娴试和　协议解　·采川钡外的ＡＴＭ１触技模块，实现　复合触发干¨数捌过滤　通过ＤＰＯ７ＯＯＯ系列，您可以更好　地查看车载网络，更快地完成工作，保　证无缝可靠地运行网络。圃口