四大測試分析助汽車滿足新需求

中國汽車產量已超過美國躍居全球第一，未來5-10年還將保持不斷增長的態勢。中國汽車工業協會預計，2010年汽車產量增速在10%左右，有望達到1,500萬輛。中國目前已涌現不少知名的企業，包括汽車制造商、模塊化系統供應商和元器件供應商、電子設備商等，特別是一汽、二汽、比亞迪、奇瑞、吉利、航盛、長安等本土廠商在自主開發和創新上取得的長足進步帶動了中國汽車電子產業的快速發展。

然而，面對日益復雜的汽車設計需求，特別是要推出中高端和商用的新能源汽車之時，自主創新和開發之路并非坦途。泰克科技的專家曾在不久前舉辦的一場汽車電子技術論壇上以擁有“100多個ECU、軟件代碼已經達到700萬行”的豐田Lexus460汽車為例，強調了電子部件在汽車特別是高端汽車中所占據的比例越來越高。“如圖1，汽車電子關乎目前汽車設計的三大市場挑戰，即如何滿足生態(環境保護)、更舒適方便和增強安全性的要求，而圍繞解決這些挑戰的系統和子系統正是目前汽車電子設計的熱點和難點。”他指出。“而局域網、動力系統、電子控制單元和數字RFID的應用在改善汽車生態學、安全性和舒適性方面扮演了重要的角色。

圖1：汽車設計的三大市場挑戰引發更多設計熱點


四大測試分析，一個也不能少

泰克的專家在演講中強調，無論對于需要改善燃油效率或采用新能源的動力傳動系統，還是有助于提升駕車和娛樂舒適性的車身及影音娛樂系統，抑或制動、轉向等安全駕駛系統，局域網(LAN)的使用量正不斷提高，以實現傳動控制、車身控制或各種線控操作(X-by-wire control)；由于需要提高汽車的能耗效率，因此汽車的引擎控制單元和電源系統變得更加復雜，而混合動力和清潔燃料柴油機技術要求高級電子控制系統，以保證安全及環保；利用電子控制單元(ECU)控制基本汽車系統和非基本汽車系統正成為新的行業標準，這些ECU基于數字技術(MCU、FPGA等器件)，要求更深入地了解復雜的定時和信號完整性問題；汽車安全系統采用胎壓監測(TPMS)和RFID系統，需要開發和測量實時RF系統，要能夠高效監測汽車操作和狀態。

(一)局域網測試分析

泰克的專家在演講中闡述到，汽車設計中正集成各種串行數據技術和應用來實現LAN，如CAN、LIN、MOST和FlexRay。串行通信可改善電路板設計，因為串行接口集成到處理器、ASIC、FPGA等器件中，使得連接數量減少、組件總成本下降。最終汽車設計通常包含多個串行標準、混合信號、混合數據速率、單端信號和差分信號，這就需要一種集大成且易用的高品質測試分析解決方案，以完成信號之間定時、信號完整性測試分析和調試。

對于汽車中常用的CAN、LIN這類低速串行總線的調試，泰克的DPO/MSO4000系列示波器提供了簡單、易用、完整、高品質的觸發、捕獲和解碼解決方案。如圖2，該示波器系列提供了搜索和標記功能，可在事件表顯示解碼后的帶有時間標記的CAN消息幀，這一功能是其他競爭性產品所不具備的。


圖2：泰克的DPO/MSO4000系列示波器CAN解決方案


對于方興未艾的高速差分串行總線FlexRay，DPO/MSO4000系列也提供調試解決方案。泰克公司的FlexRay物理層分析軟件DPO4AUTOMAX還全面支持物理層分析，提供完整的一套工具評估物理層性能，包括眼圖分析、同步測量、定時測量、時間間隔誤差 (TIE)，并可通過USB或以太網與外部計算機一起運行。

(二)動力系統測試分析

動力系統無疑是汽車的心臟，而與動力系統相關的電子電路的高質量穩定運行將很大程度上決定整車的性能表現，其中既包括通過ECU實現的電子控制部分，還包括汽車電源電路，特別是新能源汽車。

汽車ECU根據放在汽車各處的傳感器傳回的數據實時計算信息，確定最佳的引擎控制參數值。由于ECU內置到汽車引擎室中，噪聲環境更加惡劣，同時由于對更高頻率的分析需求也在不斷上升，特別是對微秒級、毫秒級以及甚至納秒級瞬態信號或尖峰的抗擾能力，對傳統示波器和探頭分析納秒級的高頻噪聲提出了挑戰。泰克專家建議降低測量系統的電氣負荷，包括使用低輸入電容的差分探頭。泰克專家還針對部分工程師希望利用信號源進行動力系統電子控制單元現場仿真測試提供了基于信號源的測試方法，例如利用AFG3000系列函數信號發生器仿真各種汽車傳感器信號, 如壓力、溫度、速度、旋轉和角度位置，對汽車應用中的引擎控制單元進行功能測試和優化。