為了改善系統(tǒng)通信效率，降低成本，目前所有的汽車設(shè)計(jì)都采用了大量的串行總線通信協(xié)議。I2C 和SPI協(xié)議通常應(yīng)用在電子控制單元（ECU）的芯片間通信。對于各種汽車子系統(tǒng)（例如舒適性控制系統(tǒng)、防盜鎖、傳動(dòng)系統(tǒng)和引擎控制）之間的長距離串行通信和控制，CAN、LIN和FlexRay協(xié)議是當(dāng)今汽車行業(yè)中最常見的串行總線應(yīng)用。
基于主從關(guān)系的LIN串行總線主要用于對安全性要求不高的應(yīng)用，例如座椅和車窗控制。CAN串行總線采用差分事件觸發(fā)，其噪聲抗擾度高于單端LIN總線，二十多年來一直用作汽車的主要控制總線。FlexRay串行總線采用差分時(shí)間觸發(fā)和同步確定性時(shí)間表。作為新興的串行總線技術(shù)，F(xiàn)lexRay應(yīng)用在部分高端汽車中，主要適用于對性能和安全性要求很高的系統(tǒng)。
然而，串行總線通信經(jīng)常受到由汽車內(nèi)部的非理想環(huán)境造成的信號(hào)完整性問題的影響，包括點(diǎn)火系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)噪聲的信號(hào)干擾，這有時(shí)會(huì)在關(guān)鍵通信周期中產(chǎn)生誤差。盡管串行總線協(xié)議分析儀非常適合測試和監(jiān)測串行總線數(shù)據(jù)在更高級(jí)協(xié)議層和應(yīng)用層的傳輸，但它們無法測出您的汽車串行總線信號(hào)（物理層）的完整性/質(zhì)量。
當(dāng)前的一些中/高性能數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO）提供LIN、CAN和FlexRay總線解碼和觸發(fā)能力，可在協(xié)議層和物理層之間建立時(shí)間關(guān)聯(lián)鏈路。
圖1顯示了Agilent 3000 X系列示波器同時(shí)捕獲和解碼CAN和FlexRay總線。顯示屏底部是每條總線的時(shí)間關(guān)聯(lián)解碼軌跡，位于已捕獲的物理層波形下方。示波器顯示屏上半部分顯示了業(yè)界唯一的時(shí)間交叉“列表”顯示，有時(shí)稱為事件表。這種數(shù)據(jù)格式更接近于傳統(tǒng)的協(xié)議分析儀。
圖1：Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器同時(shí)捕獲和解碼CAN和FlexRay串行總線
Agilent InfiniiVision系列示波器獨(dú)家具備硬件解碼功能，而目前市場上的其它示波器均采用軟件解碼。軟件解碼技術(shù)的更新速率較慢，特別是在使用深存儲(chǔ)器時(shí)。硬件解碼提供串行總線活動(dòng)的實(shí)時(shí)更新，即便使用深存儲(chǔ)器也不會(huì)降低速率。這可以增強(qiáng)示波器捕獲隨機(jī)和偶發(fā)通信錯(cuò)誤的幾率。
除了提供與捕獲波形時(shí)間關(guān)聯(lián)的解碼字之外，另一個(gè)非常有效的工具是眼圖模板測試，它可以驗(yàn)證高速FlexRay總線的信號(hào)完整性。眼圖測試廣泛應(yīng)用于當(dāng)前的串行總線應(yīng)用之中。從根本上講，眼圖是示波器捕獲的所有比特的疊加，顯示比特是否有效。它提供了描述系統(tǒng)物理層特征整體質(zhì)量的合成圖，其中包括因傳輸線效應(yīng)、反射、系統(tǒng)噪聲、過沖、振鈴、信號(hào)邊沿計(jì)時(shí)和抖動(dòng)而產(chǎn)生的幅度變化。
圖2顯示了基于TP4-10Mbps標(biāo)準(zhǔn)的FlexRay眼圖模板測試。TP4模板測試的觸發(fā)參考以每個(gè)字節(jié)起始序列（BSS）事件為基礎(chǔ)。這與FlexRay接收機(jī)再次同步和恢復(fù)時(shí)鐘（用于采樣已接收的數(shù)據(jù)）時(shí)所用的參考信號(hào)相同。Agilent InfiniiVision系列示波器使用了獨(dú)特的重復(fù)硬件時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)，以捕獲和疊加同步FlexRay系統(tǒng)中每個(gè)字節(jié)的每個(gè)比特。請注意，示波器也可以特殊幀ID為基礎(chǔ)，對FlexRay眼圖數(shù)據(jù)的捕獲和疊加進(jìn)行“過濾”。
圖2：在Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器上執(zhí)行FlexRay “TP4”眼圖模板測試
Agilent InfiniiVision 3000 X系列示波器
如果您需要購買支持汽車串行總線應(yīng)用的新型示波器，您可以選擇覆蓋100 ～ 500 MHz帶寬的Agilent 3000 X系列示波器。這類示波器均標(biāo)配三年保修期和業(yè)界領(lǐng)先的兩年推薦校準(zhǔn)周期。
與DSOX3AUTO選件同時(shí)購買，示波器可提供CAN和LIN串行觸發(fā)和解碼能力。與DSOX3FLEX選件同時(shí)購買，示波器可提供FlexRay串行觸發(fā)和解碼能力。與DSOX3MASK模板測試選件同時(shí)購買，示波器可對 FlexRay總線執(zhí)行眼圖模板測試。基于波特率的各種FlexRay模板文件和測試平面提供免費(fèi)下載。
在探測差分CAN總線時(shí)，安捷倫推薦使用N2791A 25-MHz差分有源探頭。在探測差分FlexRay總線時(shí)，安捷倫推薦使用N2792A 200-MHz差分有源探頭。
