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利用自動解碼和觸發進行 ECU 偵錯
何謂 CAN 匯流排?
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 匯流排是一種平衡式 (差動) 雙線介面,可根據不同的應用在不同類型的纜線上運作。此標準定義了幾種不同的資料速率,其中 1 Mb/s 是 CAN 的最快速度。更新的 CAN FD (Flexible Datarate) 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資料欄位的最大長度。為了維持訊號品質,此匯流排要求纜線兩端都要有 120Ω 的終端電阻以確保阻抗匹配。
自 1980 年代推出以來,CAN 匯流排一直用於在電子控制單元 (ECU) 和車輛感測器之間傳輸資料。
瞭解如何達成以下事項:
車聯網中的 CAN 匯流排
近年來,汽車所產生、傳輸和接收的資料量顯著增加,未來還將繼續增加。如今,很多汽車包含 80 多個電子控制單元 (ECU),並透過不同的匯流排網路連接。我們預期此數量將在未來幾年超過 100 個,因為部分豪華車使用的 ECU 數量已達 150 個。
車輛子系統之間的整合度提高,意味著除了處理感測器和驅動器訊號外,許多 ECU 還會一次透過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。
運用 CAN 匯流排解碼器和其他工具進行疑難排解
由於駕駛員的安全有賴於這些系統的正確通訊,因此必須確保 CAN 匯流排正確設定。幸運的是,只要擁有正確的 CAN 匯流排解碼工具 (例如混合訊號示波器),就可輕鬆進行 CAN 匯流排解碼,以及對 CAN 匯流排問題進行疑難排解。在本簡短指南中,我們將介紹疑難排解秘訣以及快速完成任務所需的儀器。
CAN 匯流排解碼、觸發與搜尋
![CANFDBusDecode](/-/media/sites/default/files/2017-12/canfdbusdecode.jpg?h=295&iar=0&w=525)
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。
進行已解碼之 CAN 匯流排通訊協定的除錯
以手動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。
對異常訊號進行疑難排解
CAN 匯流排通訊協定解碼只是開始而已。在匯流排無法運作,或者更糟的是在間歇性地運作時,已不單是匯流排流量問題的疑難排解,而是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、雜訊和不當終端,而透過波形分析大多可有效偵測出來。
工程師可使用示波器檢查類比匯流排波形,以評估訊號完整性和雜訊,更可研究多個訊號以找出干擾並識別串音。
![signal-quality](/-/media/sites/default/files/2017-12/signal-quality.jpg?h=266&iar=0&w=525)
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)。
![ECU-Automotive](/-/media/sites/default/files/2017-12/ecu-automotive.jpg?h=244&iar=0&w=600)
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。
以視覺方式呈現多個通道/感應器/驅動器
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多匯流排和控制訊號。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。
常見問答集
什麼是 CAN 匯流排解碼器?
CAN 匯流排解碼器是一種裝置,可以解讀透過控制器區域網路 (CAN) 匯流排傳送的訊號,控制器區域網路 (CAN) 匯流排是在現代車輛和其他複雜系統中使用的通訊網路。解碼器可以擷取速度、RPM、溫度等資訊,以及透過 CAN 匯流排傳輸的其他資料。
使用 CAN 匯流排解碼器有何效益?
CAN 匯流排解碼器可即時存取透過 CAN 匯流排傳輸的重要資料,這些資料可用於各種目的,例如診斷、效能調整和資料分析。另外,CAN 匯流排解碼器還可以協助偵測和診斷車輛系統和元件的問題,從而更快、更準確地進行疑難排解。
CAN 匯流排解碼器如何運作?
CAN 匯流排解碼器的運作原理是攔截透過 CAN 匯流排傳輸的訊號,並使用專用軟體解碼資料封包。然後,解碼器可以用簡單易用的格式顯示資料,以便進行解讀和分析。
使用 CAN 匯流排解碼器可以解碼哪些類型的資料?
CAN 匯流排解碼器可以擷取透過 CAN 匯流排傳輸的各種資料,包括引擎轉速、節流閥位置、車速、冷卻液溫度、燃油油位等。可解碼的具體資料將取決於車輛的品牌和型號,以及所使用的 CAN 匯流排解碼器類型。
CAN 匯流排解碼器是否可以用於任何車輛?
CAN 匯流排解碼器可用於大多數使用控制器區域網路 (CAN) 匯流排的現代車輛。然而,視車輛的品牌和型號以及所使用的 CAN 匯流排解碼器類型而定,相容性可能會有所不同。在購買 CAN 匯流排解碼器之前,建議先檢查製造商的規格。
有不同類型的 CAN 匯流排解碼器嗎?
可以,市面上有數種不同類型的 CAN 匯流排解碼器,從簡單的手持裝置到更進階的軟體式系統都有,種類繁多。最適合您的特定解碼器類型將取決於您的需求,以及您需要從 CAN 匯流排擷取的資料複雜度。
CAN 匯流排解碼器是否能協助提升車輛效能?
有的,CAN 匯流排解碼器可用於監控和分析車輛效能資料,以協助找出需要改善之處,並最佳化車輛的效能。例如,透過調整燃料和點火定時,CAN 匯流排解碼器便能協助微調引擎的效能,或找出車輛中導致阻力和增加燃油消耗之處。
如何設定 CAN 匯流排解碼?
設定您選擇的 CAN 匯流排解碼工具非常簡單。請參閱這個連結中的步驟和影片,其中使用 Tektronix 示波器作為示範,說明如何設定 CAN 匯流排解碼器。