SB5000 Vehicle Serial Bus Analyzer (EINGESTELLT)

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In-Vehicle Serial Bus Analyzer mit umfassenden Funktionen für eine FlexRay Signal- & Protokollanalyse 

Der SB5000 Vehicle Serial Bus Analyzer ist ein wertvolles Werkzeug für Ingenieure, die sich mit der Entwicklung und dem Einsatz von Kommunikationsbussen in Kraftfahrzeugen befassen. Er ermöglicht eine Analyse von FlexRay, eine neue Bustechnologie moderner Steuergeräte (ECU) und elektronischer Fahrzeugsteueranwendungen. Da er Logiksignale mit bis zu 32 Bit gleichzeitig messen kann, ist mit einem einzigen SB5000 eine Messung und Analyse von parallelen Bussignalen von Mikroprozessoren und anderen Quellen möglich.

Der SB5000 ist ein leistungsfähiger Serial Bus Analyzer, der mit vielfältigen Funktionen Ihre Anwendungen unterstützt. 

  • FlexRay, CAN, LIN, UART, I²C und SPI Bus Trigger und Analyse
  • FlexRay Augendiagramm-Analyse 
  • FlexRay SI Voting Procedures Analyse ** Neu
  • Charakterisierung der elektrischen Eigenschaften von FlexRay-Bustreibern 
  • CAN/FlexRay* Bus symbolische Triggerung, Analyse, Decodierung und Trend-Darstellung (unterstützt DBC-Datenbank für CAN, FIBEX-Datenbank für FlexRay) 
  • 4 analoge Kanäle + 8 Bit Logik (SB5310)
  • 4 analoge Kanäle + 32 Bit Logik (SB5710) 
  • Bis zu 5 GS/s, 1 GHz Bandbreite, 6,25 MW (Mpts) Speicher 
  • Automatisches Setup speziell für serielle Busse 
** ab der Firmware-Version 4.42 verfügbar .
* ab der Firmware-Version 4.20 verfügbar .

FlexRay

Die einfache und effiziente Beobachtung der physikalischen Schicht und simultane Protokollanalyse ermöglichen eine Untersuchung der Leistungsfähigkeit von FlexRay-Kommunikationssystemen. Die Evaluierung und Prüfung erfolgt durch eine Langzeit-Beobachtung (mehrere Zyklen) des Bussystems. Damit lassen sich Fragen klären, wie ob beispielsweise spezielle Frames wie geplant übertragen werden, ob es "Störspitzen" in den Signalen gibt oder ob Daten verfälscht werden. Die FlexRay FIBEX Funktionen* für symbolische Trigger, Analyse und Trendanzeige erlauben eine Aktivierung von Triggern und die Darstellung der Analyse-Ergebnisse durch physikalische Werte (Message und Signal) konform zur FIBEX-Datenbank. 

* Kompatibel mit der FIBEX Version 2.0
Neben einer Triggerung auf Frame-Beginn, ID, Zyklusanzahl, Daten und andere Bedingungen erlaubt der Serial Bus Analyzer SB5710/SB5310 auch eine Triggerung auf CRC, BSS und FES-Fehler, um Spannungssignale auf der physikalischen Schicht erfassen zu können. Die Ergebnisse der Protokollanalyse und der Decodierung werden parallel zum Signalverlauf angezeigt, der in Echtzeit mit jedem Trigger aktualisiert wird (Bild 1). Wenn eine Anomalität in der Kommunikation auftritt, hilft dies bei der Ermittlung der Ursache und der Entscheidung ob dies ein Hardware- oder Software-Problem ist.

Die Analyse-Ergebnisse lassen sich in einer Textdatei im csv-Format abspeichern. Mittels "Field Jump" im Zoom-Bildschirm kann zum Anfang eines bestimmten Felds in einem bestimmten Frame (CRC Feld zum Beispiel) gesprungen werden. Zudem können die gesamten erfassten Daten nach dem Signalverlauf im Feld durch die Angabe der Feld- und Frame-Bedingungen durchsucht werden. 
Figure.1: FlexRay waveform, list, decode display example
Bild 1: FlexRay: Beispiel für die Darstellung von Signalverlauf, Liste, decodierte Daten
 

Tm Sb5000 23Bild 2: FlexRay FIBEX: Beispiel für die Darstellung von symbolischer Decodierung, Analyseliste 

 

 FlexRay Augen-Diagramm-Analyse

 Figure.2: Eye Parameter Items
Bild 3: Augen-Diagramm
 
Figure.3: Eye diagram analysis example
Bild 4: Beispiel für eine Augen-Diagramm-Analyse

Mit dem SB5710/SB5310 lassen sich Masken- und Augendiagrammtests (Bild 3) durchführen, die den durch die FlexRay Physical Layer Conformance Test Specification definierten Evaluierungsmethoden für Augendiagramme entsprechen. Mit Hilfe von akkumulierten Testimpulsen und einem Maskentest kann die Anzahl der abnormen Impulse, die Anzahl der Signalmesswerte im abnormen Bereich und deren Verhältnis berechnet, und die Ergebnisse angezeigt werden. Die gleichen Masken- und Augendiagrammtests können auch für ein bestimmtes Bit ausgeführt werden, das in der Onscreen-Zoom-Box ausgewählt werden kann (Bild 4). Bis zu sechs Maskenmuster, einschließlich der durch die FlexRay-Spezifikation definierten, können im Gerät gespeichert und entsprechend der Art der auszuführenden Tests wieder abgerufen werden. Die abgerufenen Masken können zudem editiert werden. 

SI Voting Procedures Analyse NEU

(Nach einer Erhebung von Yokogawa war dies im März 2009 das weltweit erste digitale Oszilloskop-basierte Instrument mit einer derartigen Funktionalität )

Die FlexRay Consortium Physical Layer Working Group entwickelt eine "SI (System Integrity) Voting Procedure", mit der sich sicherstellen lässt, dass die elektrische physikalische Schicht richtig funktioniert. Ab der 4.42 Firmware unterstützt das SB5000 diese fortschrittlichen Funktionen und erlaubt außerdem eine Signalbeobachtung auf der physikalischen Schicht und eine Protokollanalyse. Details zur SI Voting Procedure und unserer Lösung finden Sie im "White Paper". 

SB5000 SI Voting

Bild 5: Beispiel für eine SI Voting Analyse 

 

Test der elektrischen Eigenschaften des Bustreibers 

Der SB5710/SB5310 verfügt über Funktionen zur Berechnung der Parameter für eine elektrische Charakterisierung von Bustreibern (Timing-Messungen des Sender- und Empfängerbetriebs). Durch die einfache Auswahl der Parameter für den Quellenkanal und die zu prüfende Schaltung in einem einfach zu verstehenden graphischen Menü lassen sich verschiedene Verzögerungszeiten, Anstiegs-/Abfallzeiten, die Absolutwerte differentieller Spannungen und andere Werte einfach bestimmen.

 Untersuchung von Schwankungen bei der Kommunikations-Verzögerung und der Zykluszeit 

Der SB5710/SB5310 kann BSS Bit Zeitintervalle von FlexRay-Kommunikationsdaten erfassen und auch eine entsprechende Statistik berechnen (Bild 6). Er unterstützt Zeitintervall-Messungen und die statistische Berechnung von einzelnen BSS, einzelnen BSS in einem Frame mit einer speziellen ID und des ersten BSS in einem bestimmten Frame oder Zyklus.  Figure.4: Example of electrical characteristics parameters of the FlexRay bus driver
Bild 5: Beispiel für die elektrischen Parameter des FlexRay-Bustreiber
Figure.5: Example of statistical processing of BSS time interval
Bild 5: Beispiel für die statistische Verarbeitung eines BSS-Zeitintervalls

  Symbolische Triggerung, Analyse und Trend-Anzeige 

Es lassen sich Definitionsdateien für physikalische Werte laden (FIBEX-Datenbank-Datei mit der Erweiterung .xml), Trigger-Einstellungen auf der Basis von physikalischen Werten (Message und Signal) eingeben und Analyse-Ergebnissen als physikalische Werte (Decodierung) anzeigen. Physikalische Werte können direkt von Signalen abgeleitet werden, was eine effektivere Fehlersuche und Fehleranalyse im FlexRay Netzwerk erlaubt. Auch kann eine bestimmte Message/Signal in den erfassten FlexRay-Daten ausgewählt und seine physikalischen Werte in einem Trenddiagramm angezeigt werden (Bild 8).

Die dedizierte PC-Software für die Symbol-Definition (Symbol-Editor) erlaubt die Umwandlung von einer FIBEX-Datenbank-Datei in eine Datei mit physikalischen Werten (Message, Signal). Dann kann die physikalische Wertdatei in den SB5710/SB5310 importiert werden.

Die Symbol-Definition (Symbol Editor) kann hier kostenlos heruntergeladen werden.

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CAN Bus

Fahrzeug-Netzwerke sind für einen speziellen Einsatz standardisiert, wobei das optimierte Protokoll für verschiedene Anwendungen genutzt wird. Der SB5710/SB5310 unterstützt die Analyse von CAN, dem heute standardmäßigen Backbone-Netzwerk und Steuer-Protokoll. Neben den FlexRay Analyse-Funktionen enthält das Instrument standardmäßig auch eine ganze Reihe von CAN-Bus-Triggern und robusten Analyse-Funktionen. 

Figure.6: CAN waveform, list, decode display example
Bild 9: Beispiel für die Darstellung eines CAN Signals in Form einer Liste und decodierten Daten
 
Das Gerät verfügt über dedizierte CAN-Trigger, wie für Frame-Beginn, ID, Daten, Remote Frames und fehlerhafte Frames. Zusätzlich können jetzt bis zu vier ID und Daten-Bit-Zustände eingestellt und Trigger auf der Basis von OR-Beziehungen dieser Kombinationen aktiviert werden. Anhand der Ergebnisliste der Protokollanalyse, die in Form einer Zeitreihe dargestellt wird (Bild 9), können die Analyse-Ergebnisse für jeden Frame (Frame-Art, Zeit seit dem Trigger-Punkt, ID, DLC, Daten und CRC), Präsenz/Fehlen des Ack Signals, sowie die Zuordnung zu den entsprechenden Signalen auf einem einzigen Bildschirm überprüft werden. Durch die Eingabe eines Typs oder anderer Merkmale von Feldern und Frames kann nach den entsprechenden Signalen in den erfassten CAN-Framedaten gesucht werden. 

 Analyse und Darstellung des Signalverlaufs von zwei Bussen gleichzeitig 

Es lassen sich zwei CAN-Bussignale mit unterschiedlichen Zuständen (zum Beispiel, Hi-Speed und Low-Speed CAN) gleichzeitig analysieren, und die Analyse-Ergebnisse zusätzlich zum Signalverlauf anzeigen. Dies erlaubt die Verifikation der Korrelation zwischen den Daten auf dem CAN-Bus des Upstream (Backbone) Netzwerks und des Downstream (Sub) Netzwerks. Es lassen sich dabei Bussignale mit unterschiedlichen Bit-Raten durch ein Zoomen in jedem der zwei Zoom-Bereiche beobachten (Bild 10).  Figure.7: Example of 2-bus simultaneous waveform and decode display
Bild 10: Gleichzeitige Darstellung des Signalverlaufs und der decodierten Daten von zwei Bussystemen

 Symbolische Triggerung, Analyse und Trend-Anzeige 

Es lassen sich Definitionsdateien für physikalische Werte laden (DBC-Datenbank-Dateien mit Erweiterung .dbc), Trigger-Einstellungen auf der Basis von physikalischen Werten (Message und Signal) eingeben und die Analyse-Ergebnisse als physikalische Werte (Decodierung) anzeigen. Physikalische Werte können direkt von den Signalen abgeleitet werden, was eine effektivere Fehlersuche und Fehleranalyse im CAN-Netz erlaubt. Auch kann eine bestimmte Message/Signal in den erfassten CAN-Daten ausgewählt und die physikalischen Werte in einem Trenddiagramm angezeigt werden (Bild 12).

Die dedizierte PC-Software für die Symbol-Definition (Symbol-Editor) erlaubt die Umwandlung von einer DBC-Datenbank-Datei in eine Datei mit physikalischen Werten (Message, Signal). Dann kann die physikalische Wertdatei in den SB5710/SB5310 importiert werden.

Die Symbol-Definition (Symbol-Editor) kannhierkostenlos heruntergeladen werden.

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LIN Bus

Umfassende Trigger-Funktionen, leistungsfähige Analysewerkzeuge und Suchfunktionen für die erfassten Daten werden auch für den LIN-Bus (Body-Subnetzwerk) zur Verfügung gestellt. Was die Trigger betrifft deckt der SB5710/SB5310 nicht nur Break + Synch und ID/Data Bedingungen (kombinierbar) ab, sondern auch eine Reihe von Fehler-Triggern. Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften der Serie SB5000. Dies ermöglicht die Erfassung von Signalverläufen, wenn die verschiedenen von der LIN Protokoll-Spezifikation definierten Fehler (Parität, CheckSum, TimeOut, etc.) auftreten und erlaubt die Überprüfung dieser Signale und die Ergebnisse der Protokollanalyse (Liste) neben der Fehlerinformation. Es lassen sich dabei Daten sowohl entsprechend der LIN Revision 1.3 und 2.0 analysieren, die auf der gleichen Busleitung gleichzeitig vorhanden sind.  Figure.9: LIN trigger setting example
Bild 13: Beispiel einer LIN-Trigger-Einstellung 

Figure.10: LIN waveform, list, decode display example
Bild 14: LIN-Signalverlauf, Liste, decodierte Daten

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Bild 15: Simultane Decodierung und Analyse von LIN Revision 1.3 und 2.0
 

Kombinierte Trigger: Einstellung von Triggern auf Ereignisse von In-Vehicle-Bussystemen und auf anderen Kanälen
(z.B. ein Sensoreingang oder ein anderes Ereignis auf einem In-Vehicle-Bus) (Event Interval Trigger)

Figure.11: Event Interval trigger setting example
  • Trigger auf eine Kombinationen mit einem Signal nicht von einem In-Vehicle-Bus 
    Trigger können durch eine Kombination aus einem Ereignis auf einem In-Vehicle-Bus und auf einem analogen Signal ausgelöst werden. Dies erlaubt beispielsweise das Debugging eines Systems durch die Definition einer Trigger-Bedingung, die einen Zeitunterschied zwischen einer LIN-Signal-Trigger-Bedingung und einem Signaleingang auf einen anderen Kanal erkennt, wie beispielsweise bei einem Sensor oder einem Signal zur Betätigung eines Aktuators. 
  • Trigger auf eine Kombination aus zwei In-Vehicle-Bussignalen 
    Es kann eine Bedingung definiert werden, die einen Trigger bei einem Zeitunterschied (Verzögerungszeit, etc.) zwischen den Trigger-Bedingungen auf zwei separaten In-Vehicle-Bussystemnetzen aktiviert. Dies ist hilfreich, um die komplementäre Funktion zweier entsprechender Sub-Netzwerke zu verifizieren. 




Bild 16: Event Interval 
Trigger-Einstellung 

UART

Die Kommunikation über einen universellen UART wird in unterschiedlichen Bereichen genutzt, von der Übertragung von CPU-Daten im ECU (elektronisches Steuergerät) bis hin zu Kommunikationssignalen in Fertigungseinrichtungen - darunter auch in der Automobil-Entwicklung. Der SB5710/SB5310 unterstützt universelle UART-Trigger- und Analyse-Funktionen. Die Bilder 17 und 19 zeigen Beispiele für UART-Trigger-Einstellungen sowie den Signalverlauf beziehungsweise die Analyse-Ergebnisse. 

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Überprüfung von Signalbedingungen bei Problemen mit flexiblen UART-Triggern und Fehler-Triggern 

Neben der Definition von Bedingungen für 8 Daten-Bits (mit/ohne Paritätsbit) und 7 Daten-Bits + Paritätsbit kann die UART-Trigger-Funktion des SB5710/SB5310 auch nach Paritäts- und Framing-Fehlern suchen und triggern. Die Analyse der Anzahl, Zeit der Trigger-Position, binäre und hexadezimale Darstellung der Daten, Fehler und anderen zusätzlichen Informationen können mit den Signalen verlinkt werden und auf dem gleichen Bildschirm angezeigt werden wie die Analyse-Ergebnisse.
 

I²C, SPI Bussysteme

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Der SB5710/SB5310 verfügt standardmäßig über Trigger- und Analyse-Funktionen für universelle serielle I²C und SPI Bussysteme, die oftmals als interne Bussysteme in der Navigations- und in Audiosystemen im Fahrzeug genutzt werden. Bild 20 zeigt ein Beispiel für eine Messung auf einem I²C Bussystem, Bild 21 zeigt ein Beispiel für eine simultane Darstellung des erfassten Signalverlaufs und der Analyse-Ergebnisliste auf dem SB5710/SB5310.

Die verschiedenen Analysefunktionen für serielle Bussysteme, die im Automobil-Entwicklungsprozess benötigt werden, sind im SB5710/SB5310 standardmäßig enthalten. Damit unterstützt ein einziges Instrument die Entwicklung und Evaluierung in unterschiedlichsten Szenarien.

 

 

 

Es geht auch einfacher 

Dedizierte Menüs und automatische Einstellungen für serielle Busse

Der SB5710/SB5310 verdeutlicht unser Bestreben "umfassende und einfach einsetzbare Analyse-Funktionen" anzubieten. Alle In-Vehicle-Analysefunktionen für serielle Bussysteme sind über ein intuitives Menü zugänglich, das über die Taste "SERIAL BUS SETUP" aufgerufen wird. Mit der automatischen Setup-Funktion für serielle Bussysteme stellt das Instrument nach der Eingabe der Art des Bussystems und der Quelle (Eingangskanal) automatisch geeignete Werte für Aufzeichnungslänge, Zeitachse (T/div), Trigger und Analyse ein. Danach werden der Signalverlauf auf dem Bus und die Analyse-Ergebnisse automatisch angezeigt (Liste und Decodierung). Somit entfallen lästige Analyseeinstellungen. 

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  Bild 22: Spezielles Setup-Menü für serielle Bussysteme 

 

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Bild 23: Automatische Setup-Funktion für serielle Bussysteme 

 


Messung und Analyse von Logiksignalen (paralleler Bus) 

Der SB5710/SB5310 kann Logiksignale von bis zu 32 Bit gleichzeitig messen und analysieren (verfügbar als 32 Bit oder 8 Bit Modell). Dies erlaubt ein effektives ECU-Debugging, da eine simultane Messung und Analyse nicht nur von seriellen In-Vehicle-Bussystemen (auf analogen Kanälen gemessen), sondern auch von parallelen Bussignalen möglich ist. Der SB5710/SB5310 unterstützt auch eine Statusanzeige und Bussystem-Anzeigefunktionen, die in Logikanalysatoren standardmäßig enthalten sind. Die schnelle Aktualisierung des Bildschirms erfolgt auch wenn analoge und Logiksignale gleichzeitig gemessen werden. Die Messung von Logiksignalen erfordert den Logiktastkopf Modell 701980 oder 701981 (separat erhältlich). 

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Nur benötigte Daten werden gespeichert und abnorme Signale extrahiert 

History Speicher & Suchfunktion 

Der SB5710/SB5310 kann seinen integrierten 6,25 MW (Mpts) Speicher in maximal 2000 Segmente aufteilen und automatisch die mit den unterschiedlichen seriellen In-Vehicle-Bus-Triggern erfassten Signaldaten in diesen Segmenten speichern. Das Gerät verfügt über eine History Speicher-Funktion, mit der sich aufgezeichnete Signale aus diesen individuellen Speichern jederzeit wieder abrufen lassen. Hierzu sind keine besonderen Einstellungen notwendig. Diese komfortable Funktion speichert die auf dem Bildschirm dargestellten Signaldaten automatisch in den aufgeteilten Speicher und kann diese daraus wieder abrufen. Mit dem History Speicher kann daher nur der benötigte Teil der mit einem Trigger erfassten Daten in den Speicher geladen werden, während gleichzeitig das Bussystem überwacht wird. Auch können abnorme Bussystemsignale mit unerwarteten Störspitzen oder Störungen aus dem History Speicher extrahiert (durchsucht) und gezoomt werden. 

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Bild 26: Mehrere Signalverläufe können automatisch im History Speicher abgespeichert werden   Bild 27: Mit der History Speicher-Funktion lassen sich bis zu 2.000 zuvor erfasste Signale abrufen und die Signaldaten analysieren.

History Wiedergabe-Funktion

Im History Speicher erfasste Signale können nachträglich mit den Ergebnissen der Protokollanalyse nacheinander überprüft werden, wie wenn man durch ein Rolodex blättert. Zudem können mit der History Replay Funktion die erfassten Signalverläufe abgespielt, gestoppt, sowie über einen schnellen und langsamen Vorlauf als animiertes Image angezeigt werden. Tm Sb5000 20

Umfassende Anschlussmöglichkeiten 

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  1. Stromversorgung für Tastköpfe (werksseitige Option) 
  2. GO/NO-GO I/O - Ermöglicht die Ausgabe der Ergebnisse von GO/NO-GO-Tests oder Maskentests für Kommunikationszwecke als TTL-Signal. 
  3. USB-PC Anschluss - Eignet sich für eine externe Steuerung des SB5710/SB5310 oder um Daten vom SB5710/SB5310 auf einen PC zu übertragen. 
  4. Video OUT - Erlaubt den Anschluss eines externen Monitors.
  5. Trigger I/O - Separate Anschlüsse für einen externen Trigger-Eingang und Ausgang. 
  6. 100BaseTX/10BaseT Ethernet (werksseitige Option)
  7. PC Card Steckplatz - Ein PC-Card-Steckplatz ist standardmäßig vorhanden. Um die GPIB-Schnittstelle nutzen zu können, ist eine PCMCIA-GPIB-Karte von National Instruments erforderlich. 
  8. Logic Eingänge -Anschluss für einen Logiktastkopf. Es können ein oder vier 8 Bit-Logiktastköpfe angeschlossen werden. (701980 oder 701981) 


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Modell Beschreibung
SB5710 4 Kanäle 1GHz + Logik 32 Bit, max. 5 GS/s(2,5 GS/s/Kanal), 6,25 MW/Kanal
SB5310 4 Kanäle 1GHz + Logik 8 Bit, max. 5 GS/s(2,5 GS/s/Kanal), 6,25 MW/Kanal
Overview:

"FlexRay" is the latest in-vehicle communication system developed to provide a deterministic and fault-tolerant bus system with high data rates for advanced automotive control applications.

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