汽车电子通信解析：深入探索以太网分析、车载总线协议解码与CAN位时间测试的艺术

提及汽车电子行业的通信挑战，人们自然会考虑CAN、LIN、CANFD和车载以太网等协议。对于工程师在调试这些通信问题时，示波器是否配备相关协议的分析插件至关重要。这些插件如何协助工程师解决难题？本文将从示波器的以太网分析、车载总线协议解码以及CAN位时间测试三个方面详细阐述。

一、以太网深度分析

目前，车载以太网最显著应用是域网络。此外，还有激光雷达等需要高带宽和全新的计算架构。而成本降低也是一个关键需求。

如图1所示，是典型的汽车网络结构。

图1：典型汽车网络架构

就像对待CAN总线一样，以太网也需要多种测试来确保稳定性。这包括眼图测试、发送抖动测量、高斯幅值特性测量，上升下降时间测量以及占空比失真测量。通过这几项测试，可以评估以太网性能是否良好。

为了满足整体的自动化检测需求，包括常规电压电流信号检测，以及CAN和LIN总线检验，以及高级的以太网检查,ZLG致远电子推出了ZDS4054Plus，该设备最新固件支持100Mbps（100Base-TX）分析功能。

进行此类测试只需ZTF100B转接板、一根SMA转BNC交叉线、一条平行连接到示波器背面的RJ-45端口，一条平行或交叉连接到被测设备端口。

二、常用协议深度解读

除了上述内容之外，ZDS4054Plus还提供了对各种标准，如CAN, LIN, FlexRay, CANFD, SENT等广泛使用于汽车电子领域的一系列高级功能。在选择用于汽车电子行业中的示波器参数及功能时，我们通常关注以下几个方面：

协议解码能力：必须兼容所有主流车辆通讯标准；2. 大存储深度：不仅能完整监控整个通讯过程，而且能够支持基于512M存储空间的大规模数据记录；3. 参数测量能力：应支持波特率和总线负荷率等多种参数精确计量。

以上三点具体如下：

免费标配30余种通讯标准解码包：包括市场上广泛使用的所有主要通讯标准，而不是像其他竞争产品那样单独支付额外费用并仅限于显示每个帧内数据。

全存储深度、高效事件表设计可以直接捕获512M存储空间下的全部数据，并在事件表中展现出每个帧内详细信息，使得更为直观地理解整个通讯过程。

支持对51种参数进行加速计量，并且可以同时展示24组不同的实时数据，这样即使是在非常长周期下，也能快速获取所需信息而无需耗费大量时间进行手动操作。

三、精准控制: CAN位时间微秒级别优化

了解为什么要关注与优化过滤处理出的差分信号位长度？

首先，我们必须遵循严格规定，即同一局部区块上的节点之间同步保持相同长度，以免出现错误导致无法有效交流。此规范源自《GMW14241JUNE2012》物理链路层中定义了步骤来确定一个位数长度：

选择合适条件触发显示波形，然后通过连续20-30个隐性/显性的边沿变化获得平均值并重复至少百次确认最大最小范围值。单帧机制如图12所示：

图片12: 单帧机制

传统方法则要求用户手动计算2000个位置，每次迭代次数达到100次，这是一个极其繁琐的手工工作。而现代技术简化了这个过程，只需点击“统计”按钮即可完成该任务，同时设定预期结果范围，当符合当事方要求后系统自动判定“Pass”，否则为“Fail”。

最后，在执行完毕后的所有实验都可以导出成CSV格式文件供Excel打开，或生成HTML报告供浏览器查看，如图14所列：

图片14: 测试结果报告截屏