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技术文章新闻

汽车电子泰克解决方案

创新的汽车电子解决方案

概述

汽车电子市场规模
  2012 年中国汽车电子销售额将从 2009 年的 160 亿美元增长到 206 亿美元
  汽车电子市场规模增长的速度较汽车市场更快,是一个更具发展潜力的市场

未来汽车电子化将呈现六大趋势

功能集成化,如车身控制模块,将取代诸如中控门锁、防盗、雨刮、空调、座椅调节等单项控制系统
 数字控制取代模拟控制
 多微处理器协同工作,以实现既有独立运行、又有协同功能的数据共享和灵活组成的优势
 无线与有线技术相结合,实现车内车外信息传输智能化、高速化
 硬件通用化、高速化,软件专业化,以软件功能提升硬件功能
 在开发流程上,由“底层向上”模式演变为“由上向下”模式,整车厂将掌握更大的主动权和知识产权
 中国目前发展前景较大的汽车电子产品市场
 汽车车载娱乐
 导航信息系统
 车身电子系统
 汽车安全系统

嵌入式系统设计调试的挑战

 混合信号设计
– 绝大部分嵌入式系统设计采用混合技术
– 工程师不能预测将出现哪种漏洞(模拟和数字)

   多条总线相关
– 硬件和软件工程师通常会追踪硬件中的代码执行工作
– 需要监测微处理器的地址总线和多条串行总线
– 如果没有通用16个数字通道,解决问题所需的时间很长
 性能需求
– 市面上常用技术的性能不断提高
– 60MHz和100MHz已无法满足当前需求
 长捕获时间
– 从并行技术转向为串行技术时需要捕获更多的时间来调试设计
– 典型的并行总线读写操作一般只发生在几个时钟周期内
– 串行总线上的同一业务则要求长得多的捕获时间窗口
– 需要充足的定时分辨率才能解码分析
 定时分析
– 定时测量是数字设计工程师进行的最常见的测量
– 余量测试是检验时间关系最常见的原因
– 建立/保持时间测量
– 建立/保持时间违规的原因很多,如系统极限、端接不当或串扰等
– 很难确定在哪个位上发生违规,工程师需要能够监测整个总线
– 工程师希望足够的分辨率测量和分析违规
 毛刺
– 毛刺是工程师棘手的一个常见问题
– 毛刺很难触发采集
– 工程师希望使用工具简便的找到毛刺

   连接被测设备 DUT
– 更高的集成度和小型部件正迫使工程师处理探测问题
– 通常工程师会在电路板上为关键信号建立接入点
– 在没有提供接入时,蓝线会焊接起来,使用抓斗夹进行连接

无处不在的无线通信
 无线通信技术在数据传输方面的爆炸式增长,快速进入并取代了传统的有线通信市场
 这种趋势在商业和个人消费市场同时存在,跨越几乎所有行业
– 几年以前, 我们的调查显示在未来有 >80%的中端用户在工作中涉及随时间变化的射频信号
 无线通信会涉及数字信号,模拟信号和射频信号测试

为什么发展新能源汽车

为什么发展新能源汽车

电动汽车

ECU系统测试

发动机电控单元系统

汽车电子控制系统基本组成
汽车电子控制系统一般由传感器、控制单元和执行元件三大部分组成。

ECU测试—复杂的测试挑战
 ECU系统设计与调试
– 捕获模拟信号、数字信号和总线信号
– 分析DSP或FPGA内部的逻辑和数字定时问题
– TLA逻辑分析仪或MSO混合信号示波器
– 传感器、执行器模拟和仿真
– AFG任意波形发生器
– 系统级的综合调试
– CAN/LIN总线触发、解码
– FPGAView 调试软件

ECU测试---- 真正的混合信号采集和分析

安全气囊测试
 安全气囊系统
–属于辅助约束系统(SRS)各国法规要求强制执行
–我国2000 年实施了CMVDR 294《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》
–欧洲ECER94安全气囊系统中电子设备的特殊要求
–高精度
–高可靠性
–抗干扰能力强

 安全气囊点火控制要求
 准确的点火、防止误点、漏点和迟点
 5in-30ms的准确
 乘员向前移动5in时刻的前30ms时刻是气囊目标点火时刻

安全气囊测试
 测试挑战
–加速度和碰撞传感器模拟
–碰撞与气囊触发时间测试
–ECU工作流程验证,防止误触发和漏触发
–ECU与其他子系统的系统功能验证

安全气囊测试—泰克推荐方案
 带有CAN/LIN/Flexray总线分析功能的示波器
 AFG3000任意波形发生器
 差分和电流探头
 PWS4000台式电源
 DMM4000台式万用表
 2790测试系统

汽车网络 (总线)测试

汽车网络技术的发展
汽车电子技术的发展粗略划分为四个阶段
•1965~1980 年零部件层次的汽车电器时代
• 汽车发电机晶体管电压调节器和晶体管点火装置等开始装备汽车,而且电子控制装置又逐步实现了由分立元件向集成化的过渡
•1980~1995 年子系统层次的汽车电脑控制时代
• 单片机(微处理器)在汽车上得到广泛应用,以单片机为控制核心,以实现特定控制内容或功能为基本目的的各种电子控制系统得到了迅速发展。
•1995~2010 年整车联网层次的汽车网络化时代
• 采用先进的单片机技术和车载网络技术,形成了车上的分布式、网络化的电子控制系统。整车电气系统被连成一个多ECU 、多节点的有机的整体,使得其性能也更加完善。
• 世界主要汽车制造商生产的的多数汽车上均采用了以CAN 、LIN 、MOST 、DDB 等为代表的网络控制技术,将车辆控制系统简化为节点模块化
• 以Telematics 技术为代表的汽车信息化时代
• 以国际Telematics 产业联盟(ITIF )正式成立为标志,2010 年成为汽车信息化时代的发轫之年。

现场总线与汽车网络
 现场总线(Field bus )
 是一种工业数据通信总线,主要用于过程自动化控制(如钢铁冶金、啤酒酿造)、制造自动化控制(如机械加工)、楼宇自动化控制等领域,以解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。
 汽车上广泛使用的控制局域网络(Controller Area Network ,CAN )就可以归为现场总线类网络,但同时又有自身的一些特点。
 汽车网络系统不仅有CAN 总线和LIN 总线这样的控制网络,还有多媒体影音娱乐信息网络,如MOST 、DDB 等。
 汽车电子系统控制中应用最广泛的是CAN 总线。

串行总线数据挑战:解码

 可以使用示波器手动解码串行总线波形,但过程繁琐、容易出错
 硬件工程师需要检验连接和充足的信号完整性,以便总线正确传送数据
 软件/固件工程师需要检验总线消息的发送方式符合预期
 系统工程师需要检验系统组件的工作方式符合设计
 所有工程师都需要简单、易用、完整、经济的解决方案

泰克示波器MSO/DPO系列CAN解决方案

泰克示波器MSO/DPO系列LIN解决方案

 LIN触发功能在下述条件下激活:
– 同步字段 (如图所示)
– ID
– 数据和ID/数据
– 唤醒帧和睡眠帧
– ID奇偶性错误
– 校验和错误
 触发LIN总线(Bus1),同时捕获和解码Bus2和Bus3
 在业务通过网关和系统从一条总线传送到另一条总线时,现在可以查看所有总线业务

汽车电路中的CAN/LIN调试

FlexRay总线
 FlexRay是一种相对较新的汽车总线,由主要汽车公司和供应商组成的集团(称为FlexRay联盟)目前仍在开发这一标准
 物理总线可以采用非屏蔽双绞线或屏蔽双绞线,以改善EMC性能
 FlexRay是一种差分串行总线,配置采用三个连续的段: 包头, 净荷, 包尾
 每个帧包含一个静态和动态段,每个帧最后是总线空闲时间
 发送数据速率高达10 Mbps

泰克示波器MSO/DPO系列FlexRay解决方案

FlexRay 物理层分析软件

MOST ( Media Oriented Systems Transport)
多媒体数据传输的网络系统

MOST的传输速率

MOST 测试方案: 100% 测试覆盖

MOST 测试方案
测试结果

MOST 测试方案
测试报告

MOST 方案推荐配置

胎压检测及无线钥匙测试

TPMS测试
TPMS测试要点:
1.胎压监测信号频谱分析
2.胎压监测信号FSK导码及数据码定时关系
3.基带控制信号间时序关系

TPMS 胎压检测系统测试
 轮胎压力监测系统 - Tire Pressure
Monitoring System

TPMS 胎压检测系统测试

遥控钥匙的测试

遥控钥匙的测试
测试难点:
1.无法测试射频信号与控制信号时间关系
2.无法在射频段测试PLL锁定时间
3.无法测试ASK/FSK 导码与数据码定时关系泰克公司的解决方案:
方案:MDO4014-3+EMBD+AUTO
特点:
1. 五合一
2. 跨域分析
3. 导码与数据码定时关系测试
4. 射频端PLL锁定时间测试
5. 发现潜在的基带-射频时序关系问题

EMI的预测试
电子部件的EMI测试

MDO 混合域分析仪——示波器、频谱仪的新选择,提供更多价值!

泰克科技的方案
完整的汽车电子系统及部件功能测试方案

泰克汽车电子测试方案

其它信息
 泰克
www.tektronix.com/automotive

 

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