CANバスのトラブルシューティング

Car with internal structure exposed

CANバスのトラブルシューティング

自動デコード
&トリガによるECUのデバッギング

コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)は、元々は車載アプリケーション用に設計されたバス構造ですが、他の領域にも対応しています。 CANバスは、シールド・ツイスト・ペア(STP)、非シールド・ツイスト・ペア(UTP)、またはリボン・ケーブルで動作する平衡(差動)2線式インタフェースです。 規格ではいくつかの異なるデータ転送速度が定義されていますが、CANで最も高速なのは1Mbpsです。 最新版のCAN FDでは、伝送速度は10Mbpsまで向上し、パッケージのペイロードも増加しています。 信号品質を維持するためには、ケーブルの各端に120Ωの終端抵抗が必要です。

1980年代に導入されて以降、CANはパワートレインECU間でのデータのやりとりに使用されてきました。多くのメーカは実績のある技術を維持することを望んでいたため、CANとLINは現代自動車のアーキテクチャにとどまることになります。

車両サブシステム間の高度な統合により、センサ信号とアクチュエータ信号の処理に加えて、一度に2、3またはそれ以上のシリアル・バスを介して多くのECUが通信できます。 例えば、ECUがCAN(クリティカル・システムの場合)とLIN(ウィンドウやミラーなどの優先度の低い制御の場合)の両方で通信することは非常に一般的です。

自動化されたプロトコル解析によるデバッグ時間の短縮

シリアル・バス・プロトコルを手動でデコードするのは時間がかかり、間違いも起こりやすくなります。 テクトロニクスの車載バスのデコードおよびトリガのパッケージは、CAN、CAN FD、LIN、FlexRayなど一般的なECUバスに対して、自動化された簡単なデコードおよびトリガを提供します。

Oscilloscope display shows automated CAN FD decoding -- as table and bus wavefrom

Ch1のCAN FD信号。デコードされ、バス波形(下)とイベント・テーブル(上)が表示されている

信号品質問題のトラブルシューティング

ただし、プロトコルのデコードだけで十分ではありません。 バスが動作しない、またはさらに悪いことにバスの動作が断続的になった場合の問題のトラブルシューティングは、バス・トラフィックの範ちゅうを超えてシグナル・インテグリティの領域に関係してきます。

クロストーク、ノイズ、不適切な終端などの物理層のシグナル・インテグリティの問題から発生するこれらの問題は、波形解析によって最も効果的に検出できます。 オシロスコープにより、エンジニアはアナログ・バスの波形を調べて信号品質とノイズを評価し、複数の信号を調べて相互作用を検出し、クロストークを特定することができます。

Comparison of distorted CAN bus signal with improper termination to clean signal

CANバスには120Ω終端が必要です。 終端されていないバスは、信号品質が悪くなります(上位信号)。

複数のチャンネル/センサ/アクチュエータの視覚化

 Image of automotive ECU with CAN bus and LIN bus interfaces

ECUは、CAN、LIN、他のバスを介して、センサおよびアクチュエータと直接通信します。

マルチバス、マルチセンサ/アクチュエータ・システムは複雑であるため、作業環境の概要を理解することは困難な場合があります。

テクトロニクスのスコープのほとんどは、複数のバスと制御信号を同時に表示することができます。 ミックスド・シグナル・オシロスコープは、バス・デコードにデジタル・チャネルを使用できるようにし、信号品質を評価するためにアナログ・チャネルを解放します。 5シリーズMSOは、チャンネル数の多いFlexChannel入力と大型HDディスプレイのおかげで、複雑なECUに可視性を持たせる場合に実力を発揮します。

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