차내 네트워크에는 환경과 상호 작용하고 고속 및 저속 정보를 처리하는 수많은 모듈이 통합되어 있다.
따라서 이런 네트워크를 테스트하는 것이 매우 어려운 과제가 되었다. 이는 주로 노드와 같은 네트워크 일부가 고속 데이터를 처리하여 안전 및 EMC 요구 사항을 만족시켜야 하기 때문이다.
자료제공│텍트로닉스 코리아

CAN 아이 다이어그램 분석을 통해 CAN 메시지 내의 노이즈 문제 탐색

차내 네트워크는 전기 노이즈가 많은 환경에서 작동한다. 이는 CAN 신호의 진폭 편차, 지터 추가, 스파이크 및 글리치를 일으키는 전기 노이즈에 CAN 신호가 취약하게끔 만드는 원인이 된다. 이렇게 왜곡된 신호는 차내 네트워크의 기능 불량을 초래한다.

사용자는 TDSVNM 소프트웨어를 사용하여 트리거 조건으로 ID를 지정하여 원하는 CAN 메시지를 캡처 할 수 있다. TDSVNM은 매우 높은 시간 및 진폭 분해능으로 원하는 CAN 메시지를 트리거하고 캡처하도록 오실로스코프를 자동으로 설정하므로 모든 신호 정보가 캡처된다. 아이 다이어그램 그래프는 신호의 진폭 편차와 지터의 변화를 신속히 표시한다.

그림 10은 CAN 아이 다이어그램을 보여줍니다. 커서를 사용하여 진폭과 지터를 측정할 수 있다. 아이 다이어그램이 있는 것과 없는 것은 노드를 송신하거나 수신할 때의 문제를 격리시켜 준다. 그림 10에서 파란색 선은 CAN 아이 다이어그램에서 Ack 비트를 나타낸다.

CAN 및 LIN 메시지의 프로토콜 디코딩

차내 네트워크에서 물리적 계층을 완전히 운용할 수 있게 되면 펌웨어가 ECU(엔진 컨트롤 유닛)와 함께 통합된다. 이 활동 중에 사용자는 OSI 계층의 데이터 링크 계층 형식으로 OSI 물리 계층의 활동을 볼 수 있다. 그림 11은 전형적인 차내 네트워크를 나타낸 것이다.

그림 11에는 여러 개의 버스가 게이트웨이를 사용하여 상호 연결되어 있다. 컴포트(Comfort) 버스와 인포테인먼트(Infotainment) 버스는 일반적으로 125Kbps 미만에서 작동하고 파워트레인 버스와 안전 버스는 500Kbps~1Mbps의 데이터 전송률에서 작동한다. LIN 버스는 컴포트 버스 인터페이스에 연결된다.

게이트웨이를 사용하여 서로 다른 버스 간에 데이터를 교환하게 된다. 이런 이질적 네트워크에서는 다음과 같은 분석 작업을 해야 한다.

- 특정 CAN 프레임 내용을 트리거함으로써 버스 트래픽을 캡처하여 데이터 링크 계층 형식으로 정보 보기

- CAN 메시지 간 타임 스탬프

- 네트워크의 서로 다른 세그먼트 간 통신 특성화

- 일어나는 프로토콜을 네트워크의 두 세그먼트에서 동시에 보는 능력. 두 세그먼트는 CAN-CAN 또는 CAN-LIN이 될 수 있음

- 세그먼트 간 메시지 교환의 대기 시간에 대한 게이트웨이 성능과 메시지 교환의 정확도 특성화

내장된 CAN에 특정한 트리거 기능을 함께 모은 LSA 옵션과 DPO7000 시리즈가 제공하는 프로토콜 디코딩 기능과 TDSVNM 소프트웨어는 상기한 요구 사항을 해결할 수 있는 업계 최고 수준의 솔루션을 제공한다.

사용자는 DPO7000 시리즈의 내장된 CAN 트리거 기능과 인터페이스하는 TDSVNM 소프트웨어를 사용하여 CAN 프레임의 특정 내용에서 CAN 트래픽을 캡처할 수 있다. TDSVNM 솔루션은 CAN 2.0A 또는 CAN 2.0B 프레임 중 하나를 모니터링 할 수 있다.

사용자는 데이터 프레임, 오버로드 프레임, 원격 프레임 또는 오류 프레임과 같은 프레임 유형을 선택할 수 있는 유연성을 가진다. 프레임의 내용을 바탕으로 사용자는 모니터링 할 내용을 지정하고 캡처를 시작할 수 있다. DPO-7000 트리거 설정 사용자 인터페이스가 그림 12에 표시되어 있다.

정보 캡처된 데이터는 YT 형식으로 되어 있다. NRZ 데이터를 해석하고 CAN 메시지의 내용을 알기는 매우 어렵다. TDSVNM은 YT 파형을 디코드하고 사용자가 16진수 또는 2진수 중에서 선택한 형식으로 데이터를 표시하여 시간을 절약하고 인간의 실수를 걱정하지 않아도 된다. 프로토콜 디코드된 결과가 그림 13에 나와 있다.

TDSVNM 소프트웨어는 사용자가 다양한 형태로 된 데이터를 분석할 수 있도록 해주는 다양한 분석 도구를 제공한다. 예를 들어 이 소프트웨어는 기준이 있는 타임 스탬프를 사용하여 마커를 사용하는 기준에 대해 원하는 프레임을 선택할 수 있는 유연성을 가진 조건을 트리거한다. 원하는 두 CAN 메시지 사이에 두 개의 마커를 둠으로써 두 메시지 사이의 시간을 알 수 있다. 서로 다른 버스들 사이의 통신 대기 시간과 데이터 교환의 정확성을 동시에 찾을 수 있다. 시중에 나와 있는 다른 어떤 오실로스코프 소프트웨어도 이렇게 할 수는 없다.

더 많은 트리거 기능으로

훨씬 더 많은 프로토콜 디버깅 실행

사용자는 DPO7000 시리즈의 내장형 트리거 기능을 사용하여 프레임의 시작이나 끝, 특정 식별자, 데이터 또는 승인 누락 또는 프레임 내 오류까지도 동기화할 수 있다. 하지만 사용자가 복잡한 트리거링 및 데이터 필터링과 같이 훨씬 더 많은 디버깅 기능을 필요로 하는 경우에는 Crescent Heart Software의 ATM1 자동차 트리거 모듈이 이런 요구 사항을 해결하기 위한 업계 최고 수준의 솔루션을 제공한다. 사용자는 ATM1을 사용하여 프레임, 수동 오류 프레임 또는 능동 오류 프레임 내에서 DLC를 트리거할 수 있고 캐스캐이드된 트리거 또는 if-then-else 트리거도 수행할 수 있다. 표 1은 ATM1 자동차 트리거 모듈과 함께 사용할 수 있는 트리거 기능이 나열한 것이다.

그림 15와 그림 16은 TDSVNM 소프트웨어에서 ATM1 트리거 기능을 어떻게 설정할 수 있는지 나타낸 것이다. 내장된 CAN 특정 트리거 기능과 TDSVNM CAN 및 LIN 타이밍 및 프로토콜 디코드 소프트웨어를 결합한 LSA 옵션은 범용 Tektronix DPO7000 시리즈 오실로스코프를 정교한 차내 네트워크 관리 도구로 변환한다. LSA 옵션은 업계 최고 수준의 기능을 제공한다.

- 발진기 허용 오차와 전파 지연을 계측하여 시간 절약

- 버스 사용률과 데이터 전송률을 계측하여 네트워크의 효율적 이용 지원

- CAN 아이 다이어그램을 분석하여 CAN 메시지 내의 노이즈 문제 탐색

- CAN 프레임의 내용을 바탕으로 CAN 및 LIN 메시지 캡처 및 프로토콜 디코드된 형식으로 보기

- CAN 및 LIN 데이터를 동시에 캡처하고 그것을 프로토콜 디코드된 형식으로 봄으로써 게이트웨이에서의 대기 시간을 쉽게 찾을 수 있음.

- 물리적 계층 디버깅과 프로토콜 디코딩 모두에 적합한 첨단 트리거링

- 추가적인 ATM1 트리거 모듈이 포함된 복잡한 트리거링 및 데이터 필터링

DPO7000 시리즈를 이용하면 차내 네트워크에 대한 종합적인 정보를 얻고 빈틈없고 신뢰성 있는 작동을 위한 작업을 보다 빨리 마칠 수 있다.

<자료제공: 월간 반도체네트워크 2007년 05월호>