-diag fd简介

pcan-diag fd是一个手持式的can/can fd总线检测设备，适用于现场诊断can/can fd总线的故障。

pcan-diag fd可以监控can/can fd总线的通信情况，可以检测总线波特率，测量总线负载、终端电阻值、can_h和can_l的电压；支持数据库解析报文；集成了can总线记录的功能，因此也可以作为一个can记录仪来使用；也具有示波器的功能，可以触发和捕捉can/can fd的波形。

2.检测波特率

波特率（也称位定时，就是信号位的最小脉宽）是can 总线通讯的最基本要素。如果波特率不匹配或者波特率有所偏差，会导致识别信号的错误，造成无法通讯或者通讯异常。所以任何情况下，对异常的can 总线进行测试，首先都要测试波特率的准确性。波特率偏差主要发生在如下情况：使用了非整数值的晶振（比如11.0592mhz）、极端温度导致晶振偏差、can 控制器内部波特率发生器偏差。

一旦波特率有所偏差就会导致出错的概率大大增加，重发的无效数据次数增多，数据传输延迟等现象，降低了can 重同步纠错能力。所以保证准确的波特率是can 通讯中最重要的因素。

诊断仪支持基于一个固定值列表自动探测比特率，这个固定值列表可以是由 14 个预设值和已定义的用户自定义值（最多 8 个）组成。另外，总线上有数据流才能检测波特率。

另外，诊断仪集成双通道示波器功能，支持分辨率达到 50ns 的时间测量，用户通过测量 can 信号最窄波形时间段值（位宽度）获知通讯波特率。波特率是位宽度的倒数。

解决措施：

1）将总线上每个节点单独上电，自动探测比特率，或者使用诊断仪集成的示波器单独测量位宽度，找到故障节点，亦对其程序中的位定时寄存器或者晶振进行修正为正确位时间。

2） 如果无法修改故障节点的程序，或者已经是同样的波特率还是无法正常通讯。这时需要考虑到可能是采样点不一致导致。所以建议修改正常节点的程序。需要提高正常节点波特率寄存器中的同步跳转宽度 sjw 值（加大到 3 个单位时间），则可以加大位宽度和采样点的容忍度。

3.测量终端电阻

高速can总线（iso11898-2）必须在can线can_l和can_h之间的两端使用120欧姆电阻进行终止。这项措施将防止在电缆两端信号反射并且保证并联到can总线的can收发器工作正常。两个终端电阻并联得到60欧姆的总阻值，总电阻的测量提供了有关正确的can总线终止信息。

诊断仪内置120欧姆终端电阻，可启用和关闭终端电阻，可重复测量，支持系统运行中测量。

解决措施：

测量

解读

约60 ohm

通过测量，确定总线的终止是良好的。

确保终端电阻被放置在总线的末端，而不是其它位置。

missing

can总线没有终端电阻，或使用电阻过大，请按照上述设定一个正确的终止。

约120 ohm

只有一个终端电阻存在。

在缺失终端电阻的总线末端安装一个120欧姆电阻。

< 45 ohm

太多的终端电阻存在于can总线。

其中可能的原因是，在一个总线末端有两个独立的终端电阻，或一个有内置终端电阻的can节点又被外配了一个终端电阻。

4.测量引脚电压

诊断仪的can接口是d-sub9针连接器，引脚电平测量功能支持测量出d-sub连接器每个引脚的电压值

如上图，选择测量can_l和can_h两个引脚的电平。当一个高速can收发器处于空闲状态（无can流量），信号线can_h和can_l上的电压大约2.5v。如果所测量的电压差异显著，则电缆连接或can节点的can收发器可能存在问题。

解决措施：

查看电缆连接或can节点的can收发器是否存在问题。

5.总线状态查看

错误状态和计数值的关系：

6.测试总线负载

can总线本质上还是半双工通讯，就是"单行道"，即一个节点发送的时候其他节点无法发送数据。虽然can报文id有优先级的区分，但如果高优先级一直占用总线，导致低优先级的节点就无法发出数据，这就是堵塞现象。所以控制流量，防止堵塞是总线健康正常通讯的基本要素。

拥堵的还有一个重要的危害就是发生报文竞争，导致仲裁。在仲裁结束时，容易产生尖峰脉冲，有导致位翻转的隐患，特别是在容抗较大场合，容易导致位错误。

测量总线负载，通过时间负载图的方式显示，可选独立显示错误帧的总线负载。如下图，黄色曲线图是总线负载平均值、红色曲线图是总线负载最大值。

如果总线平均负载都没有超过30%，则说明总线流量较好，没有明显的拥堵情况；如果总线最大负载超过70%，则说有堵塞情况，建议进行流量分析整改。

如果总线平均负载都在70%以上，则说明总线严重拥堵，必须进行流量分析整改

解决措施：

流量分析整改，针对传统的can2.0可以采取以下措施应对高总线负载情况：

﹂提高总线上的所有can节点的通讯波特率（注意会缩短通讯距离，有可能导致通讯异常），

﹂增加can网络内报文发送的周期时间，从而减少它们的出现（每个周期时间内更少的can报文）

如果是新开发can总线节点，可以考虑使用canfd。

电平测量

使用诊断仪scope功能测量can信号电平，可测can-h、can-l和can-diff信号的电平值。如下图，直接从scope显示区查看can波形的电平值。显示区通过游标可以显示出每个每个位置can_h和can_l的。

can总线上面的信号值是接收节点能正确识别逻辑信号的保证。一般来说差分电平candiff=can_h-can_l的幅值只有大于0.9v才能被100%识别为显性电平，同理如果幅值低于0.9v就有被识别出隐形电平的可能。

差分电平

识别成的逻辑值

>;0.9v

显性电平（0）

0.5~0.9v

不确定区域

<0.5v

隐形电平（1）

上表中0.5v~0.9v是不确定区域，这个根据不同收发器而异，与温度也有关系。

iso11898规定了can电平的范围：

与iso11898规范进行对照，标定节点的can_h、can_l和can_diff是否在iso-11898规范规定的范围内。当然这个幅值与终端电阻有着密切的关系，如下表

120欧终端电阻个数

单节点can-diff幅值正常范围

1

2.5v

2

2 v

3

1.5~1.7 v

4

1.1~1.3 v

5

0.9~1.1 v

解决方案：

1、测试结果如果幅值超过规定范围，先确认终端电阻是否没加或者只加了1个。确定已经有2个120欧，则说明节点的can收发器供电过高，导致输出幅值过高。这个原因有可能是给can收发器供电的dc-dc输出过高（一般隔离dc-dc为了保证带负载能力，都会输出高一点电压），可以通过在dc-dc输出并联负载电阻的方式降低供电电压。

2、如果幅值过低，则可能是供电电源过低，比如5v的can收发器却用3.3v供电。或者总线的终端电阻过小，或并得过多终端电阻。

错误检测

先可以在总线状态那里查看当前网络是否有错误。如果总线有错误，则可以使用诊断仪的scope功能捕捉错误帧，深入查看canerror。当然，也支持直接在接收显示区中标红显示接收的错误帧。

诊断仪scope功能，触发捕捉波形，可以波形查看错误帧的波形。并且，标示出错误类型和帧id。诊断仪接收显示区和状态区，可显示接收的错误帧、错误类型、帧id、错误状态和错误计数值。

错误的种类：位错误、填充错误、crc错误、格式错误、ack错误。

错误帧：用于在接收和发送消息时检测出错误通知错误的帧。错误帧由错误标志和错误界定符构成。错误标志包括主动错误标志和被动错误标志两种。主动错误标志：6个位的显性位。被动错误标志：6个位的隐性位。错误界定符由8个位隐性位构成。如下图，错误帧的构成

错误帧的输出：

检测出满足错误条件的单元输出错误标志通报错误。

处于主动错误状态的单元输出的错误标志为主动错误标志；处于被动错误状态的单元输出的错误标志为被动错误标志。

发送单元发送完错误帧后，将再次发送数据帧或遥控帧。错误标志输出时序如下表所示。

9.监控和发送can/canfd报文

可以用pcan-diagfd设备用于can/canfd报文的接收和发送；

关于发送：可以手动发送，自动发送或者列表发送；

关于接收：正常显示是白色的，也可以标注特别关注的报文的颜色；如果显示红色的，就表示有can控制器报告的can总线错误

支持导入数据库文件，数据库文件解析接收的can报文为具体的物理量，数据库文件可以使.dbc文件，也可以是用户通过免费符号编辑软件编辑的符号文件symbol文件。

另外，启用不同的数据库文件，查看不同的报文，可用作过滤查看。

10.记录和回放

所有接收到的can报文，包括rtr帧和错误帧都可以存储到设备的内存卡中，内置的4g内存卡大概可以保存4亿条。也支持将之前记录的文件回放到所连接的can总线上，会按照记录的文件保存期间的can时间戳来回放。

记录文件默认的是trc格式，在电脑上可以用文本打开，也可以用peak的相关软件如pcan-view和pcan-explorer来打开或者分析；使用我们提供的格式转换工具，也可转换成.csv和.asc格式文件供第三方软件打开查看和分析。

三种格式的文件的特点和作用：

pcan-trace（.trc）：基于文本的peak-system的跟踪文件。可以在pcan-explorer（can报文分析软件）中查看数据或者在pcan-trace程序中回放can报文。建议：与pcan-diag有关的跟踪文件，我们推荐使用格式版本1.1，因为pcan-diag的记录只有一个通道，而且这个格式版本适用于peak-system的所有程序。

vector asc trace（.acs）：vector公司的基于文本的跟踪格式，也可用于很多第三方程序。

character separated values (csv)（.csv）：一种常见的基于文本的格式，用于导入电子表格（分号作为分隔符），这种格式的文件可以直接用excel打开。

11.方便快捷的配置工具

通过我们提供的pc端配置软件来配置设备，pcan-diagfd可以更快的适用于不同的应用。工程由pcan-diagfdeditor创建和修改，然后直接传到pcan-diag的内存卡中。如图所示为pcan-diageditor的界面，在图中方框中各个标签下调整我们的设置。同时可以创建一个或多个can发送列表。比如创建一条id=123，data=11h22h33h44h55h66h77h88h；将创建好的工程导入内存卡之后，可以看到我们创建发送报文。

另外还可以在symbols标签下添加一个用于工程的符号文件。在scopesettings标签下，可以快速的设置示波器功能的记录和显示方式，比如将示波器当前的图形保存为bmp格式、data格式、或者两种格式同时保存。

12.关于虹科

广州虹科电子科技有限公司（前身是宏科）成立于1995年，总部位于中国南方经济和文化中心-广州市。我们耕耘的领域包括测试测量、汽车电子、自动化、嵌入式开发工具和软件工程、数据采集、无线电通信与监测、网络可视化。我们除了销售产品之外，还为中国客户提供二次开发、维护、测试和培训服务。

目前我们在广州、北京、上海、西安、成都、武汉、深圳、香港和伦敦设有分支机构。

主要产品有：

1、汽车总线工具方面

a)德国peak-system的can分析工具；

b)德国lipowsky的baby-lin系列lin总线仿真分析工具；

c)德国益驰的can总线仿真分析工具；

d)英国influx数采模块和数据记录仪。

2、测试测量方面

a)英国picoscope汽车诊断示波器；

b)英国pickeringinterfaces的产品：主要是有信号开关与程控电阻，架构形式有pci，pxi，lxi，gpib；分类有：通用、矩阵、多路复用、射频与微波模块，故障注入开关，光纤开关等；

c)美国marvintestsolution基于pxi/pxie的功能模块和系统，主要有：数字i/o、fpga、万用表、模拟板卡、信号源、电源、机箱、控制器、ateasy开发软件，半导体测试系统等；

d)意大利at、美国ds信号源等。

3、工业自动化方面

a)德国systec的canopen源代码，plccore；

b)德国kunbus的模块化工业网关，工业以太网和现场总线通讯接口嵌入式模块；

c)德国kpa的ethercat网络开发、安装和诊断工具，ethercat主站、从站协议栈；

d)其它还有helmholz（赫姆赫兹），softing，procentec等；

e)德国microcontrol的坚固性数采模块。

4、数据采集方面

主要用于测量和/或记录温度、湿度、压力、振动，光照，co2，4-20ma，0-10v等的传感器/变送器，数据记录仪，温度记录仪，中央环境监测系统等。

a)药品供应链的温度等监测解决方案：主要品牌瑞士elpro，pdf温度/湿度记录仪，完全符合gxp法规；

b)数据记录仪：主要品牌瑞士msr（微型记录仪），欧洲comet，瑞士elpro；

c)工业变送器和传感器：主要品牌欧洲comet。输出可选rs232，rs485，以太网，poe，4-20ma，0-10v，继电器；

d)中央环境监测系统：主要品牌瑞士elpro，欧洲comet。

5、无线电通信与监测方面

a)拉脱维亚saf的手持式频谱仪；

b)加拿大thinkrf的模块化频谱仪；

c)意大利rover用于卫星通信的射频光纤链路、合路器/分路器、转发器矩阵、冗余开关等；

d)瑞典progira广播网络规划、频谱规划、在线可视化网络覆盖等的软件解决方案；

e)德国novotronik用于音频、高频信号切换和分配的开关矩阵、多路耦合器、放大器等定制解决方案。

6、网络安全与可视化

a）网络可视化产品：主要品牌cubro，profitap，ntop，包括网络数据包代理，分路器，旁路交换机，云交换机，网络探针，网络设备管理平台，网络流量分析器，多合一网络分析工具等；

b）软件安全：主要品牌veracode，包括静态分析sast，动态分析dast，软件开发组件分析sca，交互测试分析iast等等；

c）时间同步：主要品牌elproma，提供ntpptp/ieee1588irig网络时间同步解决方案。

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