Mixed-Signal-Oszilloskope können den FlexRay-Bus praxisgerecht untersuchen
FlexRay auf dem Prüfstand
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Die optimale Messtechnik ist gefragt
Für Elektronikentwickler ist das Oszilloskop eines der fundamentalen Testund Debugging-Tools. Mixed-Signal-Oszilloskope ermöglichen es, analoge Sensorsignale, serielle Datenströme sowie digitale Steuer- und I/O-Signale innerhalb von ECUs zeitkorreliert zu erfassen und darzustellen. Sie sind dadurch prädestiniert für die Analyse von automobilen Mixed-Signal-Baugruppen. Oszilloskope mit Augendiagramm-Messfunktion eignen sich auch zur Analyse der Bit-Übertragungsschicht und der Signalcharakteristiken der seriellen Datenströme.
Für einige andere Aufgabenstellungen sind Oszilloskope jedoch weniger brauchbar. Herkömmliche Oszilloskope eignen sich zwar hervorragend zur Analyse der elektrischen Signalcharakteristiken, aber nicht zur Analyse von Protokollen. Hierfür benötigte man bisher einen Protokollanalysator. Das ändert sich jedoch durch das Aufkommen von Oszilloskopen mit (optionalen) Protokolldecoder-Funktionen.
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Mixed-Signal-Messungen zwingend erforderlich
Automobilelektronik-Systeme sind Mixed-Signal-Systeme, d.h., sie arbeiten mit einem Mix aus analogen und digital-seriellen Signalen. FlexRay- Entwickler müssen in der Lage sein, Mixed-Signal-Aktivitäten innerhalb einer Baugruppe oder in unterschiedlichen Baugruppen miteinander zu korrelieren. Ein Mixed-Signal-Oszilloskop ist das „naheliegende“ Werkzeug für solche Messungen. Mit einem MSO können Entwickler schnell und einfach analoge Sensorsignale, differenzielle serielle Signale (beispielsweise FlexRay) sowie digitale Steuer- und I/O-Signale innerhalb von ECUs darstellen und deren Zeitbeziehungen analysieren. MSOs wie beispielsweise die Agilent-InfiniiVision-Modelle der Serien 6000 und 7000, die erweiterte FlexRay-Trigger- und Decodierfunktionen anbieten, ermöglichen es sogar, alle diese Mixed-Signale mit dem Flex-Ray-Bus zu korrelieren (Bild 1).
Die theoretische Fehlerfreiheit des FlexRay-Protokolls ist teilweise seiner zeitgetriggerten Architektur zu verdanken. FlexRay-Signalübertragungen müssen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfolgen. Um mögliche Timingfehler beseitigen zu können, müssen Flex-Ray-Entwickler in der Lage sein, das Timing von FlexRay-Signalen auf der Bitübertragungsschicht in Bezug auf den globalen Zeitplan zu verifizieren.
Die FlexRay-Testumgebung von Agilent ermöglicht es, das globale Timing zusammen mit den übrigen Messsignalen zeitkorreliert auf dem Bildschirm des MSO darzustellen. Dadurch ist es für Entwickler ein Leichtes, das korrekte Signal-Timing von FlexRay-Zeitschlitzen zusammen mit farbcodierten statischen und dynamischen Segmenten zu verifizieren.
Bei sicherheitskritischen FlexRay-Systemen ist es äußerst wichtig, alle möglichen Fehler zu eliminieren. Wenn der Fahrer eines Autos z.B. das Lenkrad herumreißt, um eine Kollision zu vermeiden, muss das elektronische Lenksystem sofort reagieren. CRC-Fehler zu erkennen, ist zwar auch notwendig, reicht aber in diesem Fall nicht aus. Auch mögliche Timing-Fehler wie Zeitschlitzverletzungen müssen unbedingt erkannt werden. Hierzu benötigt man zuverlässige Fehlertriggerund Fehlerdecodierfunktionen. Wegen der vom FlexRay-Protokoll unterstützten Multiplex-Datenkommunikation brauchen Entwickler ein Oszilloskop, das auf bestimmte Kommunikationszyklen triggern kann – nicht nur auf eine bestimmte Zyklusnummer, sondern auf Zyklen, die durch eine Basis und eine Wiederholrate gekennzeichnet sind (Bild 2).
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