CAN 匯流排故障排除

內部結構暴露的汽車

CAN 匯流排故障排除

利用自動解碼和觸發進行 ECU 偵錯

控制器區域網路 (CAN) 是一種匯流排結構,原本是設計給車用應用解決方案使用,但也能應用在其他領域。 CAN 匯流排是平衡式 (差動) 雙線介面,可透過屏蔽雙絞線 (STP)、未屏蔽雙絞線 (UTP) 或排線來運作。 此標準定義了幾種不同的資料速率,在 CAN 中,速度最快的是 1 Mb/s。 更新的 CAN FD 介面則將傳輸速度提升到 10 Mb/s,並且也提升了封包負載量。 為了維持訊號品質,此匯流排要求纜線兩端都要有 120Ω 的終端電阻。

從 1980 年代推出以來,CAN 一直用來在動力系統的 ECU 之間傳輸資料,由於許多製造商偏好繼續使用經過驗證的技術,CAN 和 LIN 在現代車輛的架構內保留下來。

車輛子系統之間的整合度提高,意味著除了處理感應器和驅動器訊號外,許多 ECU 還會一次透過 2 個、3 個或更多個串列匯流排進行通訊。 例如,ECU 常常會同時透過 CAN (針對關鍵系統) 和 LIN (針對低優先順序的控制,例如車窗和後照鏡) 進行通訊。

利用自動化通訊協定分析減少偵錯時間

以人工方式解碼串列匯流排的通訊協定相當耗時,而且容易出錯。 Tektronix 的車用匯流排解碼和觸發套件,可為熱門的 ECU 匯流排 (如 CAN、CAN FD、LIN 和 FlexRay) 提供簡單且自動化的解碼和觸發功能。

示波器螢幕顯示以圖表和匯流排波形呈現自動化的 CAN FD 解碼

通道 1 上的 CAN FD 訊號將會以匯流排波形 (底部) 和事件表格 (頂部) 解碼和顯示

針對訊號品質問題進行故障排除

不過,通訊協定解碼只是開始而已。 在匯流排失效時,或甚至更糟,在間歇性運作時進行問題的故障排除,已不只是匯流排流量的問題,而會進入訊號完整性的領域。

這些問題通常是實體層的訊號完整性問題所導致,像是串音、雜訊和終端不匹配,透過分析波形大多可有效偵測出來。 示波器可讓工程師檢查類比匯流排波形以評估訊號完整性和雜訊,以及研究多個訊號以找出干擾並辨認串音。

具終端不匹配的失真 CAN 匯流排訊號和乾淨訊號之比較

CAN 匯流排需要 120 Ω 的終端。 無終端的匯流排會導致訊號品質不佳 (上波峰訊號)。

以視覺方式呈現多個通道/感應器/驅動器

 具有 CAN 匯流排和 LIN 匯流排介面的汽車 ECU 圖片

ECU 會透過 CAN、LIN 和其他匯流排進行通訊,與感應器和驅動器的通訊則會直接進行。

由於多匯流排和多感應器/驅動器系統很複雜,因此您往往難以全面瞭解運作環境。

大多數的 Tektronix 示波器都能讓使用者同時檢視匯流排和控制訊號。 混合訊號示波器可讓您使用數位通道來進行匯流排解碼,讓類比通道有空間評估訊號品質。 5 系列 MSO 特別適合用來深入瞭解複雜的 ECU,因為它有高通道計數、FlexChannel 輸入通道和大型的 HD 顯示面板。

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