Mixed-Signal-Oszilloskope können den FlexRay-Bus praxisgerecht untersuchen
FlexRay auf dem Prüfstand
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
FlexRay auf dem Prüfstand
Um es zu betonen: Ein rekonstruierter FlexRay-Takt ist kein echtes Signal, obwohl manche Oszilloskope den rekonstruierten Takt mit idealen (also unendlich steilen) Flanken auf dem Bildschirm darstellen. Es mag gedanklich der bessere Ansatz sein, wenn man sich den rekonstruierten Takt nicht als Signal, sondern als einen Satz ideal positionierter Referenzpunkte auf dem digitalisierten FlexRay-Signal vorstellt, etwa so, wie die Bezugslinien in Bild 4 es anzeigen.
Nach der Erzeugung idealer, BSSsynchroner Taktimpulse für die gesamte Aufzeichnung teilt das Oszilloskop die aufgenommenen Signale basierend auf den Taktimpulsen in Segmente von je einem Bit Länge auf. Die Bitsegmente der Nutzdaten (nur diese) überlagert es dann auf dem Bildschirm und erzeugt so ein Echtzeit-Augendiagramm (Bild 5).
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Ein per Software rekonstruierter Takt hat gegenüber einem per Hardware rekonstruierten Takt den großen Vorteil, dass er keinen Jitter aufweist. Wenn man den software-rekonstruierten Takt für die Messung von Augendiagrammen verwendet, schließt man dadurch einen eventuellen Triggerjitter des Oszilloskops aus, der die Messgenauigkeit bei der Messung des Messsignal-Jitters verschlechtern würde. Welche Art der Triggerung man für die Messung eines Echtzeit-Augendiagramms verwendet, spielt keine Rolle.
Danach kann man für einen automatischen Funktionstest („Pass/Fail“) eine FlexRay-Maske auf das Augendiagramm anwenden, basierend auf der aktuellen Testebene (TP1, TP2, TP3 oder TP4). Man kann Maskenmessungen auf verschiedene Weise anwenden; beispielsweise kann man eine bestimmte Zahl von Kurven oder Bit-Feldern erfassen. Man kann die Messung aber auch laufen lassen, bis ein Fehler auftritt (Abbruch bei Fehler „stop-onfailure“). Ein Augendiagrammtest, der bis zum ersten Fehler läuft, ist bei Dauertests nützlich, weil man damit sehr seltene oder gar zufällige Kommunikationsfehler erfassen kann.
Analyse von FlexRay-Augenmaskenfehlern
Wenn man einen solchen Test durchführt, bei dem ein Fehler zum Abbruch führt, kann man sich hinterher bei manchen Oszilloskopen die Kurve mit dem Fehler anzeigen lassen. Auf diese Weise kann man dann den genauen Ort der Maskenverletzung im FlexRay-Frame lokaliseren. Bild 6 zeigt einen Flex-Ray-Maskentest „Abbruch bei Fehler“ auf Testebene 1 (TP1), der mit einem rekonstruierten Taktsignal arbeitet. Der Test deckte ein seltenes, aber schwerwiegendes Timing-Problem im synchronen Testsystem auf. Der Timing-Fehler trat auf in einem 10-Mbit/s-FlexRay-System nach der Erfassung von 7000 FlexRay-Zyklen (von 3 ms Zykluszeit) oder mehr als 14 000 000 Bit-Zeiten (zu 100 ns). Der Test lief bis zu diesem Fehler etwa 1 Stunde und 45 Minuten.
Wenn man das FlexRay-Augendiagramm dann auseinanderfaltet und die Protokolldecodierung einschaltet, sieht man, dass der erste Fehler im statischen Frame mit der ID 6 auftritt (Bild 7). Der rot markierte Teil der Kurve etwa in Bildschirmmitte zeigt die Position des Zeitfehlers relativ zum Anfang des Frames.
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