Sicher messen – sicher fahren

Die Kfz-Karosserie ist das »Gehäuse« für ein hoch komplexes Kommunikationssystem, dem man mit herkömmlichen Messmitteln oft nicht mehr gerecht wird. Um auch messtechnisch sicher zu fahren, hat Yokogawa den auf den Oszilloskopen der Serie DL9000 basierenden Vehicle Serial Bus Analyzer SB5000 entwickelt.

»Sicherheit ist die oberste Maxime der deutschen Automobilindustrie« – davon ist nicht nur Johann Mathä, Marketing Manager bei Yokogawa überzeugt. »Sicherheit sicher zu stellen ist jedoch gar nicht so einfach bei der Komplexität der Systeme, die in verschiedenen Bereichen der Fahrzeuge arbeiten, wie etwa optisches Radar, Fahrerassistenzsysteme, elektronisch gesteuerte Bremsen, Lenkhilfen und vieles mehr.«

Für diese oberste Ebene der Kommunikation haben sich führende Fahrzeughersteller auf den seriellen FlexRay-Bus geeinigt, ein deterministisches und fehlertolerantes Bussystem mit hoher Übertragungsrate. »FlexRay wird jedoch nicht alle anderen Bussysteme ersetzen«, räumt Mathä ein. »Beispielsweise kann CAN – Controller Area Network –, der bisherige Quasi-Standard-Bus im Automobil, weiterhin die Heizung, Sitzverstellung und die Türschlösser steuern. LIN, Local Interconnect Network, übernimmt vorteilhaft die einfache Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren in Subsystemen. Flex- Ray-Systeme haben dann die Aufgabe, die zeitkritischen Vorgänge im Antriebsstrang und im Bremssystem zu steuern und für andere Bussysteme als Gateway zu dienen.«

Bei Yokogawa ist man überzeugt, dass man dieser Anforderungsvielfalt mit reinen Oszilloskopen und anderen klassischen Prüfgeräten nicht mehr gerecht werden kann. Die Messtechnik- Spezialisten haben sich daher von den neuen Aufgaben in der Fahrzeugentwicklung leiten lassen und haben speziell für die Automobilbranche den Vehicle Serial Bus Analyzer SB5000 entwickelt. Das Gerät basiert auf den Oszilloskopen der DL9000-Serie, bietet jedoch über die Funktionen des Scopes hinaus alle notwendigen Analyseformen für serielle Busse, die in Fahrzeugen und deren Komponenten zu finden sind. FlexRay, CAN, LIN, SPI, I2C und UART sind keine Optionen, sondern integrative Bestandteile des Analysators.

Intelligentes Auto-Setup

Sicher fahren – sicher messen. Gegen Fahrfehler soll ein Fahrzeug »tolerant« sein. Gegen Messfehler ist es der SB5000 nicht. Dafür bietet er zur Einstellung der vielen physikalischen Busparameter ein Auto-Setup. »Der Anwender wählt einfach einen Analysekanal und den zu analysierenden Bustyp«, erklärt Mathä. »Den Rest besorgt das Messgerät. Es misst die Busparameter und stellt die optimale Analyseform ein. Das vermeidet nicht nur Einstellfehler, sondern spart auch Zeit und Nerven bei der Fehlersuche.«

Alle Analysatortypen integriert

Bus-, Logik- und Protokollanalysator, Digitalspeicher-Oszilloskop und History-Speicher in einem Gerät – das ist nach Mathäs Überzeugung nicht ein neuer Trend, sondern schlicht der Bedarf in den Entwicklungsabteilungen der Automobilhersteller. »Wer ein modernes Fahrzeugnetzwerk mit zugehörigen ECUs – Electronic Control Units – auf einem mehrere Quadratmeter großen Labortisch vor sich ausgebreitet sieht, weiß worum es hier geht«, so der Experte. »Simuliert werden alle Kommunikationszustände des Fahrzeugs. Zu testen sind dabei analoge Kurvenformparameter, Protokolldetails oder digitale Logikzustände bezogen auf Fahrzeugfunktionen. « Daher bietet der  SB5000 eine ganze Reihe von Funktionen, die die Anforderungen an die einzelnen Analysatortypen adressieren:

• Trigger- und Filterfunktionen sind in der Eingangstufe integriert und nicht als Softwarefunktion gelöst. Das vermeidet längere Analyse- und Triggerlaufzeiten, die bei Software-basierenden Messlösungen berücksichtigt werden müssten.

• Echtzeitsignal- und Protokollanalyse auf zwei unterschiedlichen Bussystemen gleichzeitig erlaubt den Test von Gateway- Funktionen (z. B. CAN-FlexRay)

• Die Logikanalyse unterstützt die State-Darstellung, bei der Signalzustände mit einer definierten Taktflanke übernommen werden. Damit lässt sich der Buszustand einer Signalgruppe eindeutig interpretieren.

• Die Protokollanalyse zeigt den dekodierten Inhalt in direkter Relation zur Kurvenform bis hin zu den einzelnen Nachrichtenelementen (z.B. Drehzahl).