如何连接CAN和FlexRay信号到PXI-2510故障注入单元?



硬件: Switches

问题: 我想在我的应用中集成一个故障注入单元(FIU)。我需要编程实现了CAN/FlexRay 的故障信号,并且我能确保信号的完整性。在连接故障注入单元(FIU)和CAN/Flexray 的时候需要注意些什么?

解答:

PXI-2510有足够的模拟带宽参数,并且提供了连接器和线缆等附件,这些附件适合同时连接CAN和Flexray的信号。

I.  CAN (控制器区域网)
详细信息来自 FlexRay 共同体 - Copyright 2004

CAN的物理层在一个或者多个CAN节点之间提供了差分型电压的总线。差分电压是在两根信号线之间测量的,这两根信号线分别表示为:CAN_L和CAN_H。从CAN节点通过信号线可以连接到PXI-2510的 dut 通道。例如,CAN_L可以连接到 dut0,CAN_H可以连接到dut1。从图1中可以知道在正常的连接状态下dut0是怎样连接到ch0的,以及在故障注入连接的时候,如何通过busA或者busB注入故障。


图 1: PXI-2510 通道

带宽

CAN是一系列支撑道路车辆分布式实时控制系统的通讯协议。它是一个数字协议。高速CAN总线要求1M bit/s(每个bit的最小时间是1us);低速CAN总线一般使用40Kbit/s到125kbits/s的波特率(正常的时间是每个bit需要8us)。PXI-2510具有6.5MHZ的模拟带宽,足够满足CAN总线信号的连接。

连接器


图 2: CAN 连接器参数

线缆 (屏蔽 或 非屏蔽)


Figure 3: CAN 线缆参数

其它连接线 (CAN网络连线的拓补要求与信号线的距离越近越好,以避免信号线中波形反射):


图 4: CAN 传输线特性参数

注意: 所有的PXI-2510通道都可以成功的连接到CAN信号。但是出于上述的考虑,某些PXI-2510的通道可能会比其它通道的性能跟好一些。 

II.  FlexRay
详细信息来自 ISO 11898 - Copyright 2003

Flexray的电气层提供了在发送通信模块和一个或多个接受通信模块之间的双线(差分)的电压连接。差分的电压是在两根信号线之间测量的,这两个信号线分别表示为:BP(Bus Plus)和BM(Bus Minus)。可以连接每个来自于接受模块的信号线到PXI-2510的dut 通道。例如,BP可以连接到dut0,BM可以连接到dut1。同样从图1中可以知道在正常的连接状态下dut0是怎样连接到ch0的,以及在故障注入连接的时候,如何通过busA或者busB注入故障。

连接Flexray信号需要考虑的问题,跟其它差分类型的连接一样,都包括:带宽,连接器和线缆的参数。

带宽

FlexRay 是一个数字协议,它要求10M bit/s的波特率(传输一位数据的最小时间是100ns)。一个通常的误解是:必须要有10M的带宽才能连接到10M bit/s的数字信号。其实不然。PXI-2510 6.5MHZ的模拟带宽同样可以成功地连接到Flexray信号。

连接器和线缆

连接器的阻抗在70 到 200 Ohms.
连接器的接触电阻小于50 mOhm.
非双绞类型的连线长度不能超过75mm.

线缆可以是屏蔽的也可以是非屏蔽的.
线缆的阻抗是 80 to 110 Ohms (差分) 或者 40 到 55 Ohms (单端).
线缆的延迟小于10 ns/m.
线缆的衰减@ 5 MHz小于82 dB/km.
在Flexray系统中两个终端之间的距离需要小于 24 m.
需要使用相邻的通道.

一些原因可能会导致信号的不对称:
a) PCB板得电容耦合
b)线束中的导线的电容不对称
c) 连接器接触中心和外部金属之间的接触长度
d)线束之间的反射和振铃

注意: 所有的PXI-2510通道都可以成功的连接到Flexray信号。但是出于上述的考虑,某些PXI-2510的通道可能会比其它通道的性能跟好一些。



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报告日期: 11/05/2009
最近更新: 07/05/2011
文档编号: 534LT89G