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FD簡(jiǎn)介
PCAN-Diag FD是一個(gè)手持式的CAN/CAN FD總線檢測(cè)設(shè)備，適用于現(xiàn)場(chǎng)診斷CAN/CAN FD總線的故障。
PCAN-Diag FD可以監(jiān)控CAN/CAN FD總線的通信情況，可以檢測(cè)總線波特率，測(cè)量總線負(fù)載、終端電阻值、CAN_H和CAN_L的電壓；支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)解析報(bào)文；集成了CAN總線記錄的功能，因此也可以作為一個(gè)CAN記錄儀來(lái)使用；也具有示波器的功能，可以觸發(fā)和捕捉CAN/CAN FD的波形。
2.檢測(cè)波特率
波特率（也稱(chēng)位定時(shí)，就是信號(hào)位的最小脈寬）是CAN 總線通訊的最基本要素。如果波特率不匹配或者波特率有所偏差，會(huì)導(dǎo)致識(shí)別信號(hào)的錯(cuò)誤，造成無(wú)法通訊或者通訊異常。所以任何情況下，對(duì)異常的CAN 總線進(jìn)行測(cè)試，首先都要測(cè)試波特率的準(zhǔn)確性。波特率偏差主要發(fā)生在如下情況：使用了非整數(shù)值的晶振（比如）、極端溫度導(dǎo)致晶振偏差、CAN 控制器內(nèi)部波特率發(fā)生器偏差。
一旦波特率有所偏差就會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)的概率大大增加，重發(fā)的無(wú)效數(shù)據(jù)次數(shù)增多，數(shù)據(jù)傳輸延遲等現(xiàn)象，降低了CAN 重同步糾錯(cuò)能力。所以保證準(zhǔn)確的波特率是CAN 通訊中最重要的因素。
診斷儀支持基于一個(gè)固定值列表自動(dòng)探測(cè)比特率，這個(gè)固定值列表可以是由 14 個(gè)預(yù)設(shè)值和已定義的用戶自定義值（最多 8 個(gè)）組成。另外，總線上有數(shù)據(jù)流才能檢測(cè)波特率。
另外，診斷儀集成雙通道示波器功能，支持分辨率達(dá)到 50ns 的時(shí)間測(cè)量，用戶通過(guò)測(cè)量 CAN 信號(hào)最窄波形時(shí)間段值（位寬度）獲知通訊波特率。波特率是位寬度的倒數(shù)。
解決措施：
1）將總線上每個(gè)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)上電，自動(dòng)探測(cè)比特率，或者使用診斷儀集成的示波器單獨(dú)測(cè)量位寬度，找到故障節(jié)點(diǎn)，亦對(duì)其程序中的位定時(shí)寄存器或者晶振進(jìn)行修正為正確位時(shí)間。
2） 如果無(wú)法修改故障節(jié)點(diǎn)的程序，或者已經(jīng)是同樣的波特率還是無(wú)法正常通訊。這時(shí)需要考慮到可能是采樣點(diǎn)不一致導(dǎo)致。所以建議修改正常節(jié)點(diǎn)的程序。需要提高正常節(jié)點(diǎn)波特率寄存器中的同步跳轉(zhuǎn)寬度 SJW 值（加大到 3 個(gè)單位時(shí)間），則可以加大位寬度和采樣點(diǎn)的容忍度。
3.測(cè)量終端電阻
高速CAN總線（ISO11898-2）必須在CAN線CAN_L和CAN_H之間的兩端使用120歐姆電阻進(jìn)行終止。這項(xiàng)措施將防止在電纜兩端信號(hào)反射并且保證并聯(lián)到CAN總線的CAN收發(fā)器工作正常。兩個(gè)終端電阻并聯(lián)得到60歐姆的總阻值，總電阻的測(cè)量提供了有關(guān)正確的CAN總線終止信息。
診斷儀內(nèi)置120歐姆終端電阻，可啟用和關(guān)閉終端電阻，可重復(fù)測(cè)量，支持系統(tǒng)運(yùn)行中測(cè)量。
解決措施：
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測(cè)量 |
解讀 |
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約 60 Ohm |
通過(guò)測(cè)量，確定總線的終止是良好的。
確保終端電阻被放置在總線的末端，而不是其它位置。 |
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missing |
CAN 總線沒(méi)有終端電阻，或使用電阻過(guò)大，請(qǐng)按照上述設(shè)定一個(gè)正確的終止。 |
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約 120 Ohm |
只有一個(gè)終端電阻存在。
在缺失終端電阻的總線末端安裝一個(gè) 120 歐姆電阻。 |
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< 45 Ohm |
太多的終端電阻存在于 CAN 總線。
其中可能的原因是，在一個(gè)總線末端有兩個(gè)獨(dú)立的終端電阻，或一個(gè)有內(nèi)置終端電阻的 CAN 節(jié)點(diǎn)又被外配了一個(gè)終端電阻。 |
4.測(cè)量引腳電壓
診斷儀的CAN接口是D-Sub9針連接器，引腳電平測(cè)量功能支持測(cè)量出D-Sub連接器每個(gè)引腳的電壓值
如上圖，選擇測(cè)量CAN_L和CAN_H兩個(gè)引腳的電平。當(dāng)一個(gè)高速CAN收發(fā)器處于空閑狀態(tài)（無(wú)CAN流量），信號(hào)線CAN_H和CAN_L上的電壓大約。如果所測(cè)量的電壓差異顯著，則電纜連接或CAN節(jié)點(diǎn)的CAN收發(fā)器可能存在問(wèn)題。
解決措施：
查看電纜連接或CAN節(jié)點(diǎn)的CAN收發(fā)器是否存在問(wèn)題。
5.總線狀態(tài)查看
錯(cuò)誤狀態(tài)和計(jì)數(shù)值的關(guān)系：
6.測(cè)試總線負(fù)載
CAN總線本質(zhì)上還是半雙工通訊，就是"單行道"，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的時(shí)候其他節(jié)點(diǎn)無(wú)法發(fā)送數(shù)據(jù)。雖然CAN報(bào)文ID有優(yōu)先級(jí)的區(qū)分，但如果高優(yōu)先級(jí)一直占用總線，導(dǎo)致低優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)就無(wú)法發(fā)出數(shù)據(jù)，這就是堵塞現(xiàn)象。所以控制流量，防止堵塞是總線健康正常通訊的基本要素。
擁堵的還有一個(gè)重要的危害就是發(fā)生報(bào)文競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致仲裁。在仲裁結(jié)束時(shí)，容易產(chǎn)生尖峰脈沖，有導(dǎo)致位翻轉(zhuǎn)的隱患，特別是在容抗較大場(chǎng)合，容易導(dǎo)致位錯(cuò)誤。
測(cè)量總線負(fù)載，通過(guò)時(shí)間負(fù)載圖的方式顯示，可選獨(dú)立顯示錯(cuò)誤幀的總線負(fù)載。如下圖，黃色曲線圖是總線負(fù)載平均值、紅色曲線圖是總線負(fù)載最大值。
如果總線平均負(fù)載都沒(méi)有超過(guò)30%，則說(shuō)明總線流量較好，沒(méi)有明顯的擁堵情況；如果總線最大負(fù)載超過(guò)70%，則說(shuō)有堵塞情況，建議進(jìn)行流量分析整改。
如果總線平均負(fù)載都在70%以上，則說(shuō)明總線嚴(yán)重?fù)矶拢仨氝M(jìn)行流量分析整改
解決措施：
流量分析整改，針對(duì)傳統(tǒng)的CAN2.0可以采取以下措施應(yīng)對(duì)高總線負(fù)載情況：
﹂提高總線上的所有CAN節(jié)點(diǎn)的通訊波特率（注意會(huì)縮短通訊距離，有可能導(dǎo)致通訊異常），
﹂增加CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)報(bào)文發(fā)送的周期時(shí)間，從而減少它們的出現(xiàn)（每個(gè)周期時(shí)間內(nèi)更少的CAN報(bào)文）
如果是新開(kāi)發(fā)CAN總線節(jié)點(diǎn)，可以考慮使用CANFD。
電平測(cè)量
使用診斷儀Scope功能測(cè)量CAN信號(hào)電平，可測(cè)CAN-H、CAN-L和CAN-Diff信號(hào)的電平值。如下圖，直接從Scope顯示區(qū)查看CAN波形的電平值。顯示區(qū)通過(guò)游標(biāo)可以顯示出每個(gè)每個(gè)位置CAN_H和CAN_L的。
CAN總線上面的信號(hào)值是接收節(jié)點(diǎn)能正確識(shí)別邏輯信號(hào)的保證。一般來(lái)說(shuō)差分電平CANdiff=CAN_H-CAN_L的幅值只有大于才能被100%識(shí)別為顯性電平，同理如果幅值低于就有被識(shí)別出隱形電平的可能。
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差分電平 |
識(shí)別成的邏輯值 |
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> |
顯性電平（0） |
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0.5~ |
不確定區(qū)域 |
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< |
隱形電平（1） |
上表中~是不確定區(qū)域，這個(gè)根據(jù)不同收發(fā)器而異，與溫度也有關(guān)系。
ISO11898規(guī)定了CAN電平的范圍：
與ISO11898規(guī)范進(jìn)行對(duì)照，標(biāo)定節(jié)點(diǎn)的CAN_H、CAN_L和CAN_diff是否在ISO-11898規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。當(dāng)然這個(gè)幅值與終端電阻有著密切的關(guān)系，如下表
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120 歐終端電阻個(gè)數(shù) |
單節(jié)點(diǎn) CAN-diff 幅值正常范圍 |
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1 |
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2 |
2 V |
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3 |
1.5~1.7 V |
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4 |
1.1~1.3 V |
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5 |
0.9~1.1 V |
解決方案：
1、測(cè)試結(jié)果如果幅值超過(guò)規(guī)定范圍，先確認(rèn)終端電阻是否沒(méi)加或者只加了1個(gè)。確定已經(jīng)有2個(gè)120歐，則說(shuō)明節(jié)點(diǎn)的CAN收發(fā)器供電過(guò)高，導(dǎo)致輸出幅值過(guò)高。這個(gè)原因有可能是給CAN收發(fā)器供電的DC-DC輸出過(guò)高（一般隔離DC-DC為了保證帶負(fù)載能力，都會(huì)輸出高一點(diǎn)電壓），可以通過(guò)在DC-DC輸出并聯(lián)負(fù)載電阻的方式降低供電電壓。
2、如果幅值過(guò)低，則可能是供電電源過(guò)低，比如5V的CAN收發(fā)器卻用供電。或者總線的終端電阻過(guò)小，或并得過(guò)多終端電阻。
錯(cuò)誤檢測(cè)
先可以在總線狀態(tài)那里查看當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否有錯(cuò)誤。如果總線有錯(cuò)誤，則可以使用診斷儀的Scope功能捕捉錯(cuò)誤幀，深入查看CANerror。當(dāng)然，也支持直接在接收顯示區(qū)中標(biāo)紅顯示接收的錯(cuò)誤幀。
診斷儀Scope功能，觸發(fā)捕捉波形，可以波形查看錯(cuò)誤幀的波形。并且，標(biāo)示出錯(cuò)誤類(lèi)型和幀ID。診斷儀接收顯示區(qū)和狀態(tài)區(qū)，可顯示接收的錯(cuò)誤幀、錯(cuò)誤類(lèi)型、幀ID、錯(cuò)誤狀態(tài)和錯(cuò)誤計(jì)數(shù)值。
錯(cuò)誤的種類(lèi)：位錯(cuò)誤、填充錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤、格式錯(cuò)誤、ACK錯(cuò)誤。
錯(cuò)誤幀：用于在接收和發(fā)送消息時(shí)檢測(cè)出錯(cuò)誤通知錯(cuò)誤的幀。錯(cuò)誤幀由錯(cuò)誤標(biāo)志和錯(cuò)誤界定符構(gòu)成。錯(cuò)誤標(biāo)志包括主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志和被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志兩種。主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志：6個(gè)位的顯性位。被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志：6個(gè)位的隱性位。錯(cuò)誤界定符由8個(gè)位隱性位構(gòu)成。如下圖，錯(cuò)誤幀的構(gòu)成
錯(cuò)誤幀的輸出：
檢測(cè)出滿足錯(cuò)誤條件的單元輸出錯(cuò)誤標(biāo)志通報(bào)錯(cuò)誤。
處于主動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)的單元輸出的錯(cuò)誤標(biāo)志為主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志；處于被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)的單元輸出的錯(cuò)誤標(biāo)志為被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志。
發(fā)送單元發(fā)送完錯(cuò)誤幀后，將再次發(fā)送數(shù)據(jù)幀或遙控幀。錯(cuò)誤標(biāo)志輸出時(shí)序如下表所示。
9.監(jiān)控和發(fā)送CAN/CANFD報(bào)文
可以用PCAN-DiagFD設(shè)備用于CAN/CANFD報(bào)文的接收和發(fā)送；
關(guān)于發(fā)送：可以手動(dòng)發(fā)送，自動(dòng)發(fā)送或者列表發(fā)送；
關(guān)于接收：正常顯示是白色的，也可以標(biāo)注特別關(guān)注的報(bào)文的顏色；如果顯示紅色的，就表示有CAN控制器報(bào)告的CAN總線錯(cuò)誤
支持導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)文件，數(shù)據(jù)庫(kù)文件解析接收的CAN報(bào)文為具體的物理量，數(shù)據(jù)庫(kù)文件可以使.dbc文件，也可以是用戶通過(guò)免費(fèi)符號(hào)編輯軟件編輯的符號(hào)文件symbol文件。
另外，啟用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，查看不同的報(bào)文，可用作過(guò)濾查看。
10.記錄和回放
所有接收到的CAN報(bào)文，包括RTR幀和錯(cuò)誤幀都可以存儲(chǔ)到設(shè)備的內(nèi)存卡中，內(nèi)置的4G內(nèi)存卡大概可以保存4億條。也支持將之前記錄的文件回放到所連接的CAN總線上，會(huì)按照記錄的文件保存期間的CAN時(shí)間戳來(lái)回放。
記錄文件默認(rèn)的是trc格式，在電腦上可以用文本打開(kāi)，也可以用PEAK的相關(guān)軟件如PCAN-View和PCAN-Explorer來(lái)打開(kāi)或者分析；使用我們提供的格式轉(zhuǎn)換工具，也可轉(zhuǎn)換成.CSV和.ASC格式文件供第三方軟件打開(kāi)查看和分析。
三種格式的文件的特點(diǎn)和作用：
PCAN-Trace（.trc）：基于文本的PEAK-System的跟蹤文件。可以在PCAN-Explorer（CAN報(bào)文分析軟件）中查看數(shù)據(jù)或者在PCAN-Trace程序中回放CAN報(bào)文。建議：與PCAN-Diag有關(guān)的跟蹤文件，我們推薦使用格式版本1.1，因?yàn)镻CAN-Diag的記錄只有一個(gè)通道，而且這個(gè)格式版本適用于PEAK-System的所有程序。
Vector ASC Trace（.acs）：Vector公司的基于文本的跟蹤格式，也可用于很多第三方程序。
Character Separated Values (CSV)（.csv）：一種常見(jiàn)的基于文本的格式，用于導(dǎo)入電子表格（分號(hào)作為分隔符），這種格式的文件可以直接用excel打開(kāi)。
11.方便快捷的配置工具
通過(guò)我們提供的PC端配置軟件來(lái)配置設(shè)備，PCAN-DiagFD可以更快的適用于不同的應(yīng)用。工程由PCAN-DiagFDEditor創(chuàng)建和修改，然后直接傳到PCAN-Diag的內(nèi)存卡中。如圖所示為PCAN-DiagEditor的界面，在圖中方框中各個(gè)標(biāo)簽下調(diào)整我們的設(shè)置。同時(shí)可以創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)CAN發(fā)送列表。比如創(chuàng)建一條ID=123，data=11h22h33h44h55h66h77h88h；將創(chuàng)建好的工程導(dǎo)入內(nèi)存卡之后，可以看到我們創(chuàng)建發(fā)送報(bào)文。
另外還可以在Symbols標(biāo)簽下添加一個(gè)用于工程的符號(hào)文件。在ScopeSettings標(biāo)簽下，可以快速的設(shè)置示波器功能的記錄和顯示方式，比如將示波器當(dāng)前的圖形保存為BMP格式、Data格式、或者兩種格式同時(shí)保存。
12.關(guān)于虹科
廣州虹科電子科技有限公司（前身是宏科）成立于1995年，總部位于中國(guó)南方經(jīng)濟(jì)和文化中心-廣州市。我們耕耘的領(lǐng)域包括測(cè)試測(cè)量、汽車(chē)電子、自動(dòng)化、嵌入式開(kāi)發(fā)工具和軟件工程、數(shù)據(jù)采集、無(wú)線電通信與監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)可視化。我們除了銷(xiāo)售產(chǎn)品之外，還為中國(guó)客戶提供二次開(kāi)發(fā)、維護(hù)、測(cè)試和培訓(xùn)服務(wù)。
目前我們?cè)趶V州、北京、上海、西安、成都、武漢、深圳、香港和倫敦設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。
主要產(chǎn)品有：
1、汽車(chē)總線工具方面
a)德國(guó)PEAK-System的CAN分析工具；
b)德國(guó)Lipowsky的Baby-LIN系列LIN總線仿真分析工具；
c)德國(guó)益馳的CAN總線仿真分析工具；
d)英國(guó)Influx數(shù)采模塊和數(shù)據(jù)記錄儀。
2、測(cè)試測(cè)量方面
a)英國(guó)PicoScope汽車(chē)診斷示波器；
b)英國(guó)PickeringInterfaces的產(chǎn)品：主要是有信號(hào)開(kāi)關(guān)與程控電阻，架構(gòu)形式有PCI，PXI，LXI，GPIB；分類(lèi)有：通用、矩陣、多路復(fù)用、射頻與微波模塊，故障注入開(kāi)關(guān)，光纖開(kāi)關(guān)等；
c)美國(guó)Marvintestsolution基于PXI/PXIe的功能模塊和系統(tǒng)，主要有：數(shù)字I/O、FPGA、萬(wàn)用表、模擬板卡、信號(hào)源、電源、機(jī)箱、控制器、ATeasy開(kāi)發(fā)軟件，半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)等；
d)意大利AT、美國(guó)DS信號(hào)源等。
3、工業(yè)自動(dòng)化方面
a)德國(guó)SYSTEC的CANopen源代碼，PLCCore；
b)德國(guó)KUNBUS的模塊化工業(yè)網(wǎng)關(guān)，工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口嵌入式模塊；
c)德國(guó)KPA的EtherCAT網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)、安裝和診斷工具，EtherCAT主站、從站協(xié)議棧；
d)其它還有Helmholz（赫姆赫茲），Softing，PROCENTEC等；
e)德國(guó)Microcontrol的堅(jiān)固性數(shù)采模塊。
4、數(shù)據(jù)采集方面
主要用于測(cè)量和/或記錄溫度、濕度、壓力、振動(dòng)，光照，CO2，4-20mA，0-10V等的傳感器/變送器，數(shù)據(jù)記錄儀，溫度記錄儀，中央環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。
a)藥品供應(yīng)鏈的溫度等監(jiān)測(cè)解決方案：主要品牌瑞士ELPRO，PDF溫度/濕度記錄儀，完全符合GxP法規(guī)；
b)數(shù)據(jù)記錄儀：主要品牌瑞士MSR（微型記錄儀），歐洲Comet，瑞士ELPRO；
c)工業(yè)變送器和傳感器：主要品牌歐洲Comet。輸出可選RS232，RS485，以太網(wǎng)，PoE，4-20mA，0-10V，繼電器；
d)中央環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：主要品牌瑞士ELPRO，歐洲Comet。
5、無(wú)線電通信與監(jiān)測(cè)方面
a)拉脫維亞SAF的手持式頻譜儀；
b)加拿大thinkRF的模塊化頻譜儀；
c)意大利Rover用于衛(wèi)星通信的射頻光纖鏈路、合路器/分路器、轉(zhuǎn)發(fā)器矩陣、冗余開(kāi)關(guān)等；
d)瑞典PROGIRA廣播網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、頻譜規(guī)劃、在線可視化網(wǎng)絡(luò)覆蓋等的軟件解決方案；
e)德國(guó)Novotronik用于音頻、高頻信號(hào)切換和分配的開(kāi)關(guān)矩陣、多路耦合器、放大器等定制解決方案。
6、網(wǎng)絡(luò)安全與可視化
a）網(wǎng)絡(luò)可視化產(chǎn)品：主要品牌Cubro，Profitap，Ntop，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包代理，分路器，旁路交換機(jī)，云交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)探針，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)流量分析器，多合一網(wǎng)絡(luò)分析工具等；
b）軟件安全：主要品牌Veracode，包括靜態(tài)分析SAST，動(dòng)態(tài)分析DAST，軟件開(kāi)發(fā)組件分析SCA，交互測(cè)試分析IAST等等；
c）時(shí)間同步：主要品牌Elproma，提供NTPPTP/IEEE1588IRIG網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步解決方案。
