【经验】如何使用DSLogic分析CAN/CAN-FD信号？

时间： 2023-08-11 来源：梦源科技

一、文档介绍

本文将一步步介绍如何使用DSLogic 逻辑分析仪采集并分析CAN/CAN-FD信号，因为CAN信号的测量和CAN-FD的大致一样，所以下文以CAN-FD举例，在有区别之处，将会做特别说明。

此次演示的案例特征为：

仲裁域波特率500Kbps

数据域波特率1Mbps

发送“01 23 45 67 89 AB CD EF….(其余数据位补0)”共64位数据到ID地址”0x100″。

二、需要测量哪几个信号

CAN-FD协议是半双工的，在MCU端使用TX/RX进行收发信号，发送端并不是通过TX/RX直接接到别的节点的MCU，而是先将TX/RX接入到CAN-FD收发器，将TTL电平转换为差分信号CAN-FD_H和CAN-FD_L，测量信号时需要注意接的是TTL逻辑端，还是CAN-FD总线端。

所以，如果你要测量TTL信号，则将探头接入到TX引脚，如果要测量总线端信号，则接入到CAN-FD_L，你可能要问，可以接入到CAN-FD_H单独观察波形的话，是可以的，但因为我们是使用逻辑分析仪对信号进行解码，而CAN-FD_L的电平变化和TTL端的电平变化是一致的，CAN-FD_H和TTL端是反相的，所以为了方便对比观察解码结果，要接入CAN-FD_L。

三、信号的实际模样

逻辑分析仪分析的是数字信号，在采集分析之前，我们推荐先用示波器观察下信号实际是什么样子的，对真实波形有一个基本的认知。

下面我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。

3.1MCU侧TTL信号

测TTL时探头接TTL信号，探头使用X1挡位，探头接地夹接逻辑端的参考地，一般是MCU的GND引脚，此处是使用接地弹簧接GND。

示波器0通道探头放在靠近MCU的TX引脚处，夹子接逻辑侧参考地，启动CAN-FD发送数据，按下AUTO，捕获波形，如下图所示。

可以看到这是一个符合TTL标准，幅度为3.4V的波形。

3.3收发器侧差分信号

因为在电路设计中一般都会对总线端的电源做隔离，所以在测CAN-FD时，两个探头分别接CAN-FD_H和CAN-FD_L信号，但是探头接地夹需要接总线端的参考地，一般是CAN-FD收发器芯片的GND引脚，不要接到MCU的GND上去了。

图4左边三个座子依次为CAN-FD_H，GND，CAN-FD_L。

示波器0通道探头放在CAN-FD_H，接地弹簧接总线侧参考地。示波器1通道探头放在CAN-FD_L，接地弹簧接总线侧参考地，启动CAN-FD发送数据，按下AUTO，捕获波形，将波形光标重合在一起，如下图所示。

可以看到CAN-FD中空闲时差分电平压差为0，当CAN-FD_L出现低电平时开始数据的传输。可以看到CAN-FD_L的波形和TTL端的信号是同向的，而CAN-FD_H的波形和TTL端的信号是反向的。

同时，也可以观察到CAN-FD信号高低电平的特殊之处，以CAN-FD_L为例，它的低电平并不是0V。通常标准CAN/CAN-FD总线信号的L端低电平为1.5V，高电平为2.5V。

也有一些CAN系统，总线信号的电平和标准不太一致，这也是为什么我们推荐先用示波器观察实际波形的原因。因为在使用逻辑分析仪分析波形时，需要设置正确的“阈值”电压，逻辑分析仪才能采集到正确的信号。

四、信号的采样与解码

在示波器上可以观察到信号的波形质量，但是示波器不擅长长时间抓取波形，同时进行解码分析。所以当想要分析协议通讯的内容时，使用DSLogic逻辑分析仪是最合适的工具。

4.1信号的连接

在DSLogic Plus中，可以选择任意通道对波形进行采集。我们使用1通道来采集CAN-FD_L信号。

连接排线至逻辑分析仪的采样端口，图6显示了排线和通道的对应关系。

连接1通道至CAN-FD_L，黑色信号线为接地信号线,连接CAN-FD收发器的GND。连接效果如图。

4.2采样设置

打开DSView，在左上角点击“选项”，按照图4参数设置，其中关于阈值电压，在图5中，我们可以看到通讯波形中CAN-FD_L的电压范围大致在1.5V–2.5V之间，所以阈值可以设置为2V左右。

采样率一般推荐设置为波形最大速率的10倍。例如此处选择10MHz采样率进行采集分析。

通道选项的所有选项都符合我们的要求，我们选择就选第一个。其他选项保持默认，点击确定。

设备选项设置完成后，采样时间这里设置为5ms，在”模式“中，我们选择“单次”。关键的阈值、采样时间和采样率设置完成后，我们接下来设置触发方式。

从图5可以看到CAN-FD_L出现下降沿开始通讯，所以我们设置触发方式为下降沿触发，点击1通道左侧的下降沿标识，显示为蓝色则为下降沿触发。

完成以上接线和设置后，其他设置保持默认，点击DSView菜单栏的“开始”，此时逻辑分析仪正在等待触发波形的出现，然后启动CAN-FD传输，触发后等待波形采集完成。

以上是对CAN-FD的采样设置，对于CAN波形的测试，可以和CAN-FD的一致。

4.3解码设置

波形采集完成后会在软件界面显示，此时可以对波形进行解码操作，具体操作是点击菜单栏的“解码”按钮，在协议框中输入“CAN”，点选在下方出现的”CAN-FD“，在弹出的解码设置中进行解码设置。

右侧带有眼睛图标的选项表示是否要在解码中查看这些内容，默认是要查看，如果不想看到相关内容，将其勾选掉即可。

在”CAN“选项中选择连接CAN-FD_L信号的通道，我们的通道是1通道，所以选择1。

“Nominal bitrate”表示仲裁段波特率，我们的信号是500Kbps，所以输入500000。

“Fast bitrate”表示数据段波特率，我们的信号是1Mbps，所以输入1000000。

“Sample point”表示采样点位置，在MCU对CAN/CAN-FD协议进行配置时，不同的厂家采样点设置不一样，一般采样点设置在70%，请根据实际情况设置。

如果在波形中插入了光标，可以使用光标来限制解码的范围，默认是对所有波形进行解码。

解码成功后对波形展开，配合协议列表显示，可以知道我们对地址为”0x100″的设备发送了“01 23 45 67 89 AB CD EF”等数据。

对于CAN波形的测试，只需要设置一个”bitrate”即可，其他操作和设置与CAN-FD的一致。

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