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Oszilloskope und Netzwerkanalysatoren im Automotive-Einsatz

Wie beherrscht man Automotive-Systembusse?

20. April 2012, 14:25 Uhr | Nicole Wörner

Für die Bewertung einer Übertragungstrecke eignen sich S-Parameter oder der Impedanzverlauf. Wesentlich einfacher ist die Bewertung aber mittels eines Augendiagramms, das in diesem Fall in der Signal Integrity Studio Software anhand der gemessenen S-Parameter simuliert wurde.

LIN, CAN, FlexRay, USB, MOST, BroadRReach – über diese Systembusse ist nahezu die komplette Fahrzeugelektronik vernetzt. Sie müssen jeder für sich, aber auch nebeneinander absolut sicher und störungsfrei funktionieren. Um dies bereits in der Entwicklung sicherzustellen, kommt meist das als Allzweck-Waffe bekannte Oszilloskop zum Einsatz. Aber auch dieses muss einige Automotive-spezifische Tools mitbringen, um die Analyse- und Dekodier-Aufgaben sicher zu meistern.

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In der Automobilbranche erobern schnelle serielle Datenübertragungssysteme zunehmend neue Anwendungsgebiete. So kommen neben den klassischen Bussystemen wie LIN, CAN oder FlexRay, im Entertainment-Bereich USB ebenso wie Kfz-spezifische Bussysteme wie MOST (Media Oriented Systems Transport) oder BroadRReach zum Einsatz, die Daten im 100-Mbit-Bereich übertragen können. Für Anwendungen im Komfortsegment werden zudem oft LVDS-basierende Systeme eingesetzt - zum Beispiel für Rückfahrkameras -, die schon heute Datenraten im Gbit-Bereich übertragen können.

»Bei der Implementierung stellen diese Systeme eine große Herausforderung dar«, erklärt Thomas Stüber, Leiter Applikation bei LeCroy Europe. »Für die Überprüfung der Signalgüte dieser schnellen Bussysteme reichen die Standardfunktionen der Oszilloskope meist nicht aus. Analysetools wie Augendiagramm und Jitter-Analyse, die für eine gründliche Signalanalyse nötig sind, sind in den Standard-DSOs meist nicht enthalten und lassen sich oft noch nicht einmal nachrüsten.« Aus diesem Grund sei es wichtig, schon bei der Auswahl des Oszilloskops darauf zu achten, ob und in welchem Umfang diese Tools für die ins Auge gefasste DSO-Serie erhältlich sind.

»Wichtig ist bei der Auswahl auch, dass die Scopes neben den zusätzlichen Analysemöglichkeiten auch alle im Automotive-Segment üblichen Schnittstellen wie CAN, LIN oder FlexRay mit Trigger- und Dekodier-Funktionen unterstützen«, so Stüber. »Speziell beim Trigger gibt es sehr große Unterschiede. Zum Teil handelt es sich bei den angebotenen Trigger-Funktionen um reine Software-Trigger, die lediglich in einer Erfassung die Trigger-Signale suchen und für sporadisch auftretende Fehler vollkommen ungeeignet sind.«

Um zu prüfen, ob die Signalgüte die für den entsprechenden Standard definierten Grenzen einhält, sind speziell darauf abgestimmte Messfunktionen nötig. Diese werden meist als Compliance-Testlösungen angeboten. Bei LeCroy sind diese Compliance-Testlösungen für viele Standards wie etwa USB, PCI Express, SAS, SATA etc. erhältlich. Daneben bietet das Unternehmen aber auch Testlösungen für Bussysteme an, die hauptsächlich oder ausschließlich in der Fahrzeugtechnik eingesetzt werden. Dazu zählen der MOST-Bus oder das Ethernet-basierende BroadRReach, das von der OPEN Alliance Special Interest Group definiert wurde. Beide Bussysteme werden im Kfz für die Vernetzung von Komponenten im Entertainment-Bereich bzw. zur Übertragung von Audio-, Video-, Sprach- und Datensignalen eingesetzt.

QualiPHY-Software unterstützt MOST und BroadRReach

Für den MOST-Bus sind derzeit drei unterschiedliche Standards definiert: MOST25oPhy, MOST50ePhy und der aktuell mit 150 Mbit schnellste Standard MOST150oPhy. Während MOST25oPhy und MOST150oPhy zur Übertragung eine optische Kunststofffaser nutzen, ist für den MOST50 eine elektrische Übertragung auf einem differentiellen Leitungspaar definiert. LeCroy bietet schon seit längerem Testlösungen für die unterschiedlichen MOST-Standards an und wurde im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der MOST Cooperation beauftragt, geeignete Compliance-Testlösungen zu entwickeln. Entsprechend hat das Unternehmen die bestehenden Testlösungen für MOST150oPhy überarbeitet. Diese sowie die neu hinzugekommene Lösung für MOST50ePhy sind nun einheitlich in der LeCroy-Compliance-Testsoftware QualiPHY integriert. »Der große Vorteil der QualiPHY-Software ist, dass sie die Daten nicht in einem separaten, für den Nutzer geschlossenen Tool auswertet«, führt Stüber aus. »Die für die Auswertung benötigten Funktionen werden direkt in die DSO-Applikation geladen, alle Analysen inklusive Pass/Fail-Test werden aber weiterhin im DSO durchgeführt. Weil der Anwender in der QualiPHY-Software gezielt auch einzelne Testschritte laden kann, und die Software die benötigten Einstellungen sowie Testroutinen in das DSO lädt, kann der Anwender das Oszilloskop zur Fehlersuche nutzen, ohne sich Gedanken machen zu müssen, wie er das DSO in die für die Messung notwendige korrekte Einstellung bringt.«