Agilent DSO/MSO 6000 시리즈 오실로스코프는 임베디드 자동차 설계를 효율적으로 디버깅하기 위한 시리얼 트리거링 및 하드웨어 가속 프로토콜 디코딩 기능을 추가할 수 있다. N5424A 소프트웨어(옵션 AMS)는 모든 4채널 DSO와 MSO에 CAN/LIN 트리거링 기능과 디코딩 기능을 추가하며, 최근 발표된 N5432A 소프트웨어(옵션 FRS)는 모든 4채널 MSO 모델에 FlexRay 트리거링 기능과 디코딩 기능을 추가한다.


  [그림 1] Agilent 1130 시리즈 차동 액티브 프로브(교환용 프로브 헤드 첨부)

자동차 임베디드 설계는 환경 챔버 내의 모의 극한 조건에서 테스트될 필요가 있다. 이러한 극한 조건에는 100℃를 초과하는 온도에서 CAN이나 FlexRay 등의 ECU 및 차동 시리얼 버스의 테스트도 포함된다. 유감스럽지만, 오늘날의 일반적인 액티브 프로브의 액티브 회로는 55℃를 초과하는 온도에서는 사용할 수 없다. 그러나 1130 시리즈 InfiniiMax 액티브 프로브에는 독자적인 전기적/물리적 아키텍처가 채용되어 Gore 사의 SMP 마이크로웨이브 확장 케이블(Gore 부품 번호 PRP042105-01)을 사용하고, 프로브의 액티브 증폭기를 환경 챔버의 외부로 이동시킬 수 있다(그림 2). 이러한 구성에 의해 InfiniiMax의 패시브 프로브 헤드를 100℃가 넘는 챔버 내의 테스트 지점에 접속할 수 있다.


[그림 2] Gore의 확장 케이블을 사용하면, 극단적인 온도의 환경 챔버 내에서의 차동 액티브 프로브의 접속이 가능하다.


자동차의 혼합신호 측정의 용이
오늘날의 자동차 전자 설계는 아날로그, 디지털, 시리얼 버스 신호가 포함되어 있다. 많은 경우, 디버깅에는 아날로그 센서, 시리얼 통신, ECU 내의 디지털 제어 신호와 I/O 신호를 시간상관(time-correlate) 시킬 필요가 있다. MSO 6000 시리즈는 이러한 설계의 검증/디버깅에 적합하다. Agilent MSO는 4개의 아날로그 채널과 최대 16개의 로직 채널을 갖추고 있다(그림 3 참조).
 

             [그림 3] MSO를 사용한 FlexRay 시스템의 혼합신호 측정

N5432A FlexRay 버스 트리거링 및 디코드
CAN 및 LIN과 달리 FlexRay 시리얼 프로토콜은 타임 트리거된 결정적 아키텍처를 기반으로 하며 FlexRay 시스템 설계자에게 새로운 측정 과제를 제시한다.
FlexRay 프로토콜의 무정지(fault-tolerant) 속성 때문에, FlexRay 기술은 가까운 장래에 steer-by-wire, brake-by-wire 및 충돌 방지 시스템과 같은 대다수의 안전 필수 애플리케이션에 사용될 것으로 예상된다. 궁극적으로 기계적 연결을 제거할 수 있는 이러한 유형의 애플리케이션을 종종 ‘fly-by-wire’ 또는 ‘x-by-wire’ 애플리케이션이라고 한다.

FlexRay 신호의 적절한 신호무결성 및 타임 트리거된 통신 버스의 적절한 타이밍 검증
6000 시리즈 혼합신호 오실로스코프용 애질런트 N5432A FlexRay 옵션(옵션 FRS)은 기본 주기 및 반복 주기에서 검증된 특정 FlexRay 통신을 트리거할 수 있는 기능을 포함한 견고한 FlexRay 프레임, 슬롯 및 오류 트리거링 세트를 제공한다. 그림 4에서 볼 수 있듯이, 이 오실로스코프 FlexRay 측정 시스템은 애질런트 6000 시리즈 MSO를 DECOMSYS의 DECOMSYS::BUSDOCTOR 2 프로토콜 분석기와 조합하여 오실로스코프에서는 최초로 글로벌 FlexRay 타이밍 스케줄의 시간상관된 슬롯/세그먼트 바운더리 디스플레이를 제공한다. 이 기능을 이용하면 FlexRay 신호의 적절한 신호무결성 및 타임 트리거된 통신 버스의 적절한 타이밍을 검증할 수 있다.



[그림 4] DECOMSYS의 BUSDOCTOR 2와 조합된 애질런트의 6000 혼합신호 오실로스코프는 현재 최고 성능의 오실로스코프 FlexRay 측정을 제공한다.
그림 5는 마지막으로 예정된 동적 슬롯(슬롯 89)에서 트리거하도록 셋업된 MSO의 예를 나타낸 것이다. 고유한 통신 주기를 캡처하기 위해 FlexRay 측정 예제는 기본 주기 10 및 반복 주기 16에서 트리거링이 어떻게 검증되었는 지 보여준다. 이 셋업을 사용하여 스코프는 주기 10, 26, 42 및 58에 대해서만 트리거한다. 하단 트레이스(파란색)는 캡처된 각 프레임의 헤더 및 페이로드 프로토콜을 보여주는 반면, 그 바로 위의 트레이스는 컬러 코딩된 슬롯 타이밍 바운더리를 보여준다. 이 경우, 캡처된 각 프레임이 지정된 슬롯 바운더리 내에서 발생한다는 것을 분명히 볼 수 있다. 이 측정 예제에서는 정적 슬롯 세그먼트(주황색으로 컬러 코딩된 SS 89)에서 동적 미니 슬롯 세그먼트(녹색으로 컬러 코딩된 DS 90)로의 전환도 볼 수 있다.

             [그림 5] FlexRay 프레임과 이상적인 슬롯 바운더리의 시간상관
애질런트 및 DECOMSYS의 MSO/BUSDOCTOR 2 FlexRay 측정 솔루션이 출시되기 전에, FlexRay 측정에서 사용 가능한 스코프는 CRC 오류와 같은 매우 최소한의 오류 조건 세트에 대해 트리거할 수 있었다. 그러나 FlexRay 버스가 많은 안전 필수 애플리케이션에 사용될 것이기 때문에 FlexRay 임베디드 설계자는 광범위한 가능한 조건을 기반으로 특정 오류를 신속히 식별해야 한다. 매우 낮은 비트 오류율이 컴퓨터 업계에서 통계적으로 허용될 수도 있지만, 분명한 이유로 자동차 업계에서는 오류를 허용할 수 없다. 그림 6은 null 프레임 오류 조건에 대한 트리거링의 예제를 나타낸 것이다. 이 경우, 스코프는 이 오류 조건에 대해서 트리거하고 동적 슬롯 137 내에 빨간색 컬러 코딩된 ‘Null’ 프레임 오류 메시지를 표시한다.



                 [그림 6] null 프레임 오류에서 트리거하도록 MSO6000 셋업
6000 시리즈 오실로스코프를 위한 애질런트의 다른 직렬 버스 옵션(I2C, SPI, CAN 및 LIN)과 마찬가지로 N5432A FlexRay 옵션은 하드웨어 가속 디코딩을 제공한다. 하드웨어 기반 디코딩은 실시간 파형 업데이트(트리거 속도가 제한되어 있지 않을 경우, 최대 100,000파형/초)를 제공하여 혼합신호 오실로스코프의 유용성을 강화할 뿐만 아니라, 스코프가 오류 조건에서 트리거하도록 셋업되지 않은 경우에도 스코프가 광범위한 오류 조건을 캡처 및 표시할 수 있는 확률도 높여준다. 프로토콜 및/또는 타이밍 오류가 검출되지 않을 경우, 스코프는 시간상관된 빨간색 컬러 코딩된 메시지를 표시한다.
N5432A FlexRay 옵션은 모든 전송된 프레임, sync 프레임(SYNC) 및 null 프레임(NULL)의 실시간 총계 카운트를 제공하는 토털라이즈 기능도 포함한다. 이러한 카운터는 연속적으로 실행되며 스코프의 수집과는 무관한다.
N5432A FlexRay 옵션에는 동기 또는 비동기 분석에 대한 두 가지 서로 다른 사용 모델이 있다. 비동기 분석의 경우 MSO 6000 FlexRay 셋업 메뉴에서 FlexRay 보 속도(baud rate)를 설정할 수 있다. 또는 글로벌 FlexRay 스케줄을 정의하는 FIBEX 파일을 6000 시리즈 혼합신호 오실로스코프에 바로 가져옴으로써 세그먼트 및 슬롯 타이밍 바운더리의 동기 및 시간상관된 디스플레이를 볼 수 있다. 이 기능을 통해 시스템을 독립형의 시간상관된 오실로스코프 측정 시스템으로 사용할 수 있다(외부 PC 필요 없음).
고급 FlexRay 프로토콜 분석의 경우, DECOMSYS의 VISION 소프트웨어 패키지를 사용하여 DECOMSYS::BUSDOCTOR 2 및 MSO를 동기 또는 비동기 연산에 맞게 구성할 수 있다. 이러한 유형의 시스템 구성은 PC에서 보다 높은 레벨의 FlexRay 프로토콜 분석 측정 및 오실로스코프의 디스플레이에서 시간상관된 FlexRay 측정을 제공한다.
N5432A FlexRay 옵션은 4+16채널 6000 시리즈 MSO와만 호환되며 가용 대역폭 모델 범위는 100 MHz~1 GHz이다. MSO 모델은 N5432A FlexRay 옵션과 사용 시 4개의 아날로그 수집 채널 및 최대 16개의 로직 채널을 제공하지만, 8개의 로직 수집 채널만 시간상관된 혼합신호 측정에 사용할 수 있다.



환경 챔버 내에서 자동차 신호의 프로빙
CAN이나 FlexRay 같은 자동차 차동 신호의 신호무결성을 측정하기 위해서는 차동 액티브 프로빙이 필요하다. 애질런트에서는 다양한 대역폭/다이내믹 레인지의 애플리케이션에 적합한 차동 액티브 프로브를 제공한다. 차량용 임베디드 시스템에서 정확한 측정을 실현하기 위해서는 싱글엔디드(single-ended) 애플리케이션이든 또는 차동 애플리케이션이든 1130 시리즈 InfiniiMax 액티브 프로브를 사용할 것을 추천한다. 이 액티브 프로브에는 브라우징(browsing), 솔더인(solder-in), 소켓 애플리케이션 등의 다양한 프로빙에 대응한 교환용 프로브 헤드가 준비되어 있다(그림 1 참조).