工程師經常選擇使用示波器來調試和表征汽車串行總線（例如 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay、SENT、BroadR-Reach 和 MOST），這主要是因為示波器憑借內置的功能就能夠表征此類信號的模擬質量。使用示波器進行的模擬表征通常稱為“物理層"測試，而經過優化的串行總線協議分析儀更適合執行“應用層"測量， 而且是在更高的抽象層上提供數據流追蹤，所以會犧牲大部分或全部的物理層測量功能。
您可以了解到如何使用示波器表征 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 和 SENT 等汽車總線的性能。本文將向您展示如何對總線進行解碼、觸發和符號解碼，并將舉例說明如何發現汽車設計中的錯誤和信號質量問題。
01、CAN、CAN FD、LIN、FlexRay 和 SENT 總線解碼和觸發
示波器可以顯示模擬信號的質量。許多示波器都可以設置為在特定事件上觸發，以便深入查看這些總線的通信方式。要想識別和監測特定幀/消息的信號質量、測量幀與幀之間的時序信息，必須對 CAN、CAN FD、LIN、FlexRay和 SENT 等常用汽車串行控制總線進行解碼和觸發。圖 1(a) 展示了同時捕獲和解碼 LIN 總線和 CAN 總線的示例。
解碼跡線在示波器屏幕底部顯示，它們與每個捕獲的數據包時間相關（通道 1/黃色跡線=CAN 總線，通道 2/綠色跡線 = LIN 總線）。示波器屏幕上半部分顯示的是時間交織采樣協議解碼列表/表格。由于列表按時間順序顯示接收到的每條消息——無論來自 CAN 總線還是 LIN 總線——因此您可以更輕松、更直觀地執行多總線數據傳輸之間的網關計時測量。注 ：這適用于任意兩條總線，例如CAN1至 CAN2 FD2。
為了更直觀地進行測量，某些示波器可以在符號消息名稱和信號值或這些信號的編碼狀態上進行解碼和觸發。使用具有這一功能的示波器，您再也不用手動進行繁瑣的數據轉換工作。
具體步驟是，將 .dbc 文件加載到示波器中。.dbc 文件包含 CAN 總線消息的定義。示波器使用 .dbc 文件將原始的十六進制值數據轉換為更直觀的消息。這樣您就可以深入了解總線上傳輸的信號信息，這通常只有借助協議分析儀才能實現。
圖 2 顯示了協議列表的放大視圖。“已準備"、“已部署"、“已解鎖"和“已鎖定"都是編碼狀態。
02、長時間捕獲汽車串行數據
有時需要長時間連續捕獲汽車串行總線傳輸的數據，例如上電序列。可是所有示波器的采集存儲器深度都是有限的，限制了示波器能夠捕獲和解碼消息/幀的最長時間和最大數量。
使用分段存儲器采集數據，可以更高效地使用存儲器，并延長可以捕獲的時間。
分段存儲器能夠根據示波器的觸發條件有選擇地捕獲特定消息的多個連續事件，以優化的方式使用采集存儲器。
圖 3 顯示了在 100 秒時間范圍內，只捕獲含CAN 消息誤碼（CRC 錯誤、比特填充錯誤、無應答比特和標記錯幀）的 1000 個連續事件的示例。
03、眼圖模板測試
眼圖模板測試經常用來表征汽車串行總線的物理層。示波器眼圖可通過一次簡單的測量得到物理層整體質量的復合測量結果。Keysight InfiniiVision 示波器可以對差分CAN 和FlexRay 總線執行眼圖合格 / 不合格測試。您可以從是德科技網站免費下載多種不同的工業標準 CAN 和 FlexRay 模板。
圖 4 是使用 InfiniiVision X 系列示波器在FlexRay 接收機輸入端執行“TP4"眼圖模板測試的示例。在此示例中，我們可以看到極大的邊沿抖動、緩慢的上升沿和下降沿，以及與合格/不合格模板相交而導致模板測試不合格的偏移比特。
圖 5 是一個差分 CAN 總線眼圖模板測試。CAN 眼圖中顯示出明顯抖動，該抖動主要源于從不同物理位置發送異步節點數據所產生的網絡傳播時延。
04、探測汽車串行總線
如果與器件的連接不純凈，那么所有這些測試都沒有意義。LIN 和 SENT 是單端總線（信號至接地），可使用標配的 10:1 無源探頭來探測這些信號。汽車中的其他串行總線（如CAN、CAN FD 和 FlexRay）大部分都是差分總線，這意味著您要在兩個不同的點之間進行測量。為此，您需要使用差分探頭來精確地捕獲信號。
對于差分 CAN、CAN FD 和 FlexRay 總線， 是德科技推薦使用 200 MHz 帶寬的N2818A差分有源探頭。
示波器會自動檢測該探頭的 10:1 探頭衰減系數和輸入端接阻抗 (50 Ω)。
使用 CAN/FlexRay DB9 探頭前端可以快速、輕松地連接到 CAN、CAN FD和/或FlexRay差分總線。
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