Automotive megoldások II. rész: LeCroy

ADAS

Az ADAS rendszerek célja a biztonságos vezetés biztosítása. A rendszer funkciói közé tartozik a jármű környezetének monitorozása, veszélyhelyzet esetén figyelmeztetés, fékezés és kormányzás/kormányasszisztencia is. Ezen feladatok ellátásához rengeteg adatforrásra van szükség, melyek a következők lehetnek automotive imaging, LiDAR, radar, image processing, computer vision, vagy az incar networking. További külső források is szerepet kaphatnak a rendszer működésében, mint a Vehicle-to-vehicle (V2V), vagy Vehicle-to-Infrastructure kommunikációs csatornák.

A jövőben az ADAS rendszerekben az eddiginél is nagyobb feladatok kapnak a mobilhálózatok, élen az 5G-vel, valamint a WLAN és a Bluetooth is.

A rendszer tehát szenzor és kép adatokra hagyatkozik.  A rendszer elemei között többek között pl. PCIe® adatbuszokon folyik a kommunikáció. A teljes 3D Mapping-ért HW szinen machine learing-gel kiegészített CPU/GPU-k  és USF tárolók is felelnek.

A Telednye LeCroy megoldásaival a hálózatba kapcsolt járművekben (connected car) helyet kapó összes adatbusz analízise megoldható. Eszközeink segítenek a debuggolás, validáció, fejlesztés és compliance feladatok ellátásában.

Automotive-ban általánosan használt buszok:

PCI Express, Serial ATA, SAS, USB, HDMI, Infiniband, Gigabit Ethernet, Fibre Channel, Gigabit Ethernet, és Automotive Ethernet.

Control Busses

Az autoipari vezérlő buszok lehetőséget biztosítanak az ECU-k, szenzorok, aktuátorok és egyéb eszközök közötti ellenőrzött kommunikációra. A népszerű protokollok elektromos (vezetékes), optikai és vezeték nélküli signalling-ot is használnak. 

Néhány kiemelt protokoll:

• CAN – ablakok, ülések mozgatása, motorok menedzselése, fék irányítás stb.
• CAN FD – bővített adatsebességű CAN, flexible data rate segítségével
• LIN – egyszerűbb és olcsóbb alternatíva a CAN buszra
• FlexRay – két független csatornát használ kritikus fontosságú kommunikációkhoz
• SENT – pont-pont összeköttetést tesz lehetővé szenzorok felé
• MOST – gyűrűs topolológiájú elektromos vagy optikai hálózat az infotainment számára
• Automotive Ethernet – Ethernet elérhetőséget biztosít a járműben: infotainment, ADAS és Ethernet backbone
• SPI – Master-Slave full duplex protokoll mely széles körben elterjedt

Általános hibák melyekre a LeCroy eszközei megoldást nyújtanak:

• Soros busz protokoll hibák úgymint: hibás keretek, CRC hibák
• Reflexiók hibás lezárások miatt
• Alacsony rise time által okozott időzítési hibák, cause-effect helyzetek
• Physical layer szintű hibák – runts, glitches stb.

A LeCroy műszereivel complaince teszt, jitter analízis, dekódolás, magas szintű/egyedi trigger lehetőségek (pl. address-re), szem-ábra analízis és még számos más megoldás lehetséges.  

Cyber Security

Ahogy az automotive rendszerek, mint infotainment, telematics, diagnostics, és security rendszerek egyre bonyolultabbá válnak, arányosan a jármű sebezhetősége is megnőtt. A kiber biztonság már nem csak az adathalászat vagy lopás megelőzését jelenti. Mivel az elektromos rendszerek már mélyen beleszólnak az vezetésbe, ezért az utasok fizikai biztonsága függ a rendszerek helyes működésétől. Ezt a biztonságot veszélyeztetik azok a külső behatolók, akik az autó hálózatába betörnek.

A fejlesztőknek meg kell találniuk az összes biztonsági rést, és fel kell tárni az összes sebezhetőséget, még mielőtt a rendszer éles működésbe kezdene.

A Teledyne LeCroy eszközökkel ellenőrizhető a kommunikációs csatornák biztonságos, protokollszerű működése. Ezáltal a lehetséges veszély vektoroknak nevezett sebezhetőségek limitálhatók.

Ilyen vektorok a jármű ECU-i , a légsák, motor, váltó, fékek, lámpák és karosszéria; fedélzeti diagnosztikai rendszerek, telematic és connectivity rendszerek; keyless entry és lopásgátló rendszerek; vehicle-to-vehicle kommunikációs és kis távolságú dedikált kommunikációs rendszerek; és infotainment rendszerek.

Infotainment

Egy autó megvásárlásakor egyre nagyobb figyelmet kapnak az infotainment rendszerek. Az utasok szórakoztatására szolgáló média tartalmak ma már nem csak a otthon, a nappaliban, hanem az autónk belsejében is megtalálhatók. Zene és film lejátszók, internetelérés, Bluetooth, Wi-Fi, HDMI, USB és NFC csatlakozási lehetőségek mind elérhetők.

A legjobb infotainment rendszerekben is előfordulhatnak hibák pl.: megbízhatatlan hangfelismerés, gyenge hangminőség, lassú és kényelmetlen érintőképernyő használat, meg-megszakadó hálózati kapcsolat stb.

A Teledyne LeCroy volt az első gyártó, aki megvalósította az együttes, egyidejű Bluetooth és WLAN analízist, mely kiemelt fontosságú, hiszen mindkét technológia a 2,4GHz-es sávot használja.

Eszközeinkkel tesztelhető az audió és videó minőség, a digitális protokollok helyessége, és az adattárolók működése.

Az Infotainment rendszer elemei és a népszerű technológiák melyek analízésére megoldást nyújtunk:

• Infotainment fejegységek / DCU (data cache unit) alaplapok. PCI Express®, USB, SATA, UFS, Bluetooth®, Wi-Fi, HDMI és DisplayPort technológiák
• Audió és videó alapú fedélzeti rendszerek: Bluetooth, Wi-Fi és HDMI technológiák
• Kommunikációs/connectivity rendszerek : Bluetooth és Wi-Fi, USB, HDMI, NFC és PCIExpress
• Fedélzeti tároló rendszerek: DDR, SAS/SATA, USB és UFS.

Motordrive

Az Electric/Hybrid hajtások valamint nem hajtás célú elektromos motorok egyre növekvő trendet mutatnak. A motorok elemeinek, úgymint teljesítmény elektronikai átalakítók, konverterek, inverterek, vezérlők és hajtások jelentős mennyiségű tesztelésen kell átesniük mielőtt éles használatba kerülhetnek.

A hajtások és vezérlések elemeit ráadásul számos különböző feltétel mellett szükséges validálni.

Gyakori Motor Drive hibák/nehézségek:

• Motor/hajtás dinamikus működésének átláthatatlansága
• A vezérlő rendszer működése nincs összhangban a hajtás viselkedésével
• Rendszer szintű debuggolás és validáció időigényessége
• R+D mérnököknek nincs lehetőségük hogy a saját asztalukon validációs vizsgálatokat végezhessenek
• Dinamikus analízis hiányában statikus teljesítmény analízisre hagyatkozás

A LeCroy Motor Drive Analyzer (MDA) minden vezérlés szintű, inverter (alszekció) szintű, és rendszer szintű tesztre megoldást biztosít.

Az MDA8000 a LeCroy 8 csatornás, 12 bit-es, 2 GHz-es oszcilloszkóp platformjának hajtásra specializált verziója, mely képes egy és három fázisú elektromos és mechanikai teljesítményanalízisre is. A műszer egyedi módon képes mérni a hajtásrendszer dinamikus működését, és az eredményeket grafikusan is megjeleníteni. Az MDA8000 a sikeres MDA800-as utódja.

Az MDA tudásával páratlan eszközt nyújt debug és R&D feladatok ellátására.

Powertrain

A nyomaték transducer egy szenzor, mely képes mérni egy adott tengely körüli nyomatékot vagy forgási erőt. IC motorok, elektromos motorok, tengelyek, a sebességváltó, fogaskerekek, forgató motorok, még látszatra stacionárius elemek is, mint egy fastener, mind torque transducer mérésre szorulnak.

Gyakori nyomatékmérési kihívások:

• Szűk tér
• Nagy szintű vibráció
• G-erő hatásai
• Extrém környezeti/külső hatások, mint szélsőséges hőmérséklet, olaj, sár, víz és só
• EMI/RFI források által okozott külső zaj miatti téves működés

A Teledyne LeCroy több évtizedes tapasztalatával egy vezeték nélküli, tehát érintés mentes magas mintavételezésű telemetriai technológiát alkotott, mellyel részletes eredményeket kaphatunk a forgó elem paramétereiről.

Összefoglalás

A Teledyne LeCroy videó/soros-adatbusz protokoll analízisben, oszcilloszkópos mérésekben, hajtás analízisben és nyomatékmérésben is a piacvezető gyártók között szerepel, így az autóipar minden szegletében megtalálhatók eszközeink.

Forrás:

Telednye LeCroy Automotive Solution Group, A Measured Approach to the Connected Car Brochure