面對日益復(fù)雜的汽車設(shè)計需求，特別是要推出中高端和商用的新能源汽車之時，自主創(chuàng)新和開發(fā)之路并非坦途。電子部件在汽車特別是高端汽車中所占據(jù)的比例越來越高。汽車電子關(guān)乎目前汽車設(shè)計的三大市場挑戰(zhàn)，即如何滿足生態(tài)(環(huán)境保護)、更舒適方便和增強安全性的要求。圍繞解決這些挑戰(zhàn)的系統(tǒng)和子系統(tǒng)正是目前汽車電子設(shè)計的熱點和難點。而局域網(wǎng)、動力系統(tǒng)、電子控制單元和數(shù)字RFID的應(yīng)用在改善汽車生態(tài)學(xué)、安全性和舒適性方面扮演了重要的角色。
四大測試分析，一個也不能少
無論對于需要改善燃油效率或采用新能源的動力傳動系統(tǒng)，還是有助于提升駕車和娛樂舒適性的車身及影音娛樂系統(tǒng)，抑或制動、轉(zhuǎn)向等安全駕駛系統(tǒng)，局域網(wǎng)(LAN)的使用量正不斷提高，以實現(xiàn)傳動控制、車身控制或各種線控操作(X-by-wire control)；由于需要提高汽車的能耗效率，因此汽車的引擎控制單元和電源系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，而混合動力和清潔燃料柴油機技術(shù)要求高級電子控制系統(tǒng)，以保證安全及環(huán)保；利用電子控制單元(ECU)控制基本汽車系統(tǒng)和非基本汽車系統(tǒng)正成為新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些ECU基于數(shù)字技術(shù)(MCU、FPGA等器件)，要求更深入地了解復(fù)雜的定時和信號完整性問題；汽車安全系統(tǒng)采用胎壓監(jiān)測(TPMS)和RFID系統(tǒng)，需要開發(fā)和測量實時RF系統(tǒng)，要能夠高效監(jiān)測汽車操作和狀態(tài)。
(一)局域網(wǎng)測試分析
汽車設(shè)計中正集成各種串行數(shù)據(jù)技術(shù)和應(yīng)用來實現(xiàn)LAN，如CAN、LIN、MOST和FlexRay。串行通信可改善電路板設(shè)計，因為串行接口集成到處理器、ASIC、FPGA等器件中，使得連接數(shù)量減少、組件總成本下降。最終汽車設(shè)計通常包含多個串行標(biāo)準(zhǔn)、混合信號、混合數(shù)據(jù)速率、單端信號和差分信號，這就需要一種集大成且易用的高品質(zhì)測試分析解決方案，以完成信號之間定時、信號完整性測試分析和調(diào)試。
(二)動力系統(tǒng)測試分析
動力系統(tǒng)無疑是汽車的心臟，而與動力系統(tǒng)相關(guān)的電子電路的高質(zhì)量穩(wěn)定運行將很大程度上決定整車的性能表現(xiàn)，其中既包括通過ECU實現(xiàn)的電子控制部分，還包括汽車電源電路，特別是新能源汽車。
汽車ECU根據(jù)放在汽車各處的傳感器傳回的數(shù)據(jù)實時計算信息，確定最佳的引擎控制參數(shù)值。由于ECU內(nèi)置到汽車引擎室中，噪聲環(huán)境更加惡劣，同時由于對更高頻率的分析需求也在不斷上升，特別是對微秒級、毫秒級以及甚至納秒級瞬態(tài)信號或尖峰的抗擾能力，對傳統(tǒng)示波器和探頭分析納秒級的高頻噪聲提出了挑戰(zhàn)。專家建議降低測量系統(tǒng)的電氣負荷，包括使用低輸入電容的差分探頭。
汽車電源電路的測試與其他電子系統(tǒng)上的電源測試類似，需要進行包括開關(guān)損耗、傳導(dǎo)損耗、平均功率損耗以及安全工作區(qū)(SOA)在內(nèi)的主要性能測試。目前，業(yè)界已經(jīng)具有完整、方便易用的電源測試解決方案，可實現(xiàn)開關(guān)損耗測量、安全工作區(qū)、諧波、波紋、調(diào)制、轉(zhuǎn)換速率等全面的測試，并能實現(xiàn)自動測量功能，可極大地簡化汽車電源應(yīng)用的功率分析工作。
(三)數(shù)字器件分析
在汽車中的電子控制單元、信息娛樂系統(tǒng)和安全子系統(tǒng)中，越來越多的使用MCU、FPGA等數(shù)字IC，形成了各種嵌入式系統(tǒng)。與需要用邏輯分析儀進行多條通道、復(fù)雜觸發(fā)、條件存儲、反匯編、源代碼級軟件調(diào)試的CPU不同，對于MCU和FPGA的調(diào)試，一臺性能優(yōu)良、功能配置齊全的混合信號示波器(MSO)就足夠了。
以下是嵌入式系統(tǒng)中兩種常見的定時測量：事件時間相隔很遠——要求在長時間內(nèi)以高定時分辨率(高采樣率)采集多條通道(長記錄長度)；數(shù)字狀態(tài)跳變——要求在短時間內(nèi)捕獲信號，但定時分辨率要非常高。
對于FPGA的調(diào)試挑戰(zhàn)，專家列舉了以下幾點：1.設(shè)計規(guī)格和復(fù)雜程度日益提高、接入內(nèi)部信號受限；2、上市時間壓力迫使產(chǎn)品開發(fā)和調(diào)試周期日益縮短；3、在FPGA中增加調(diào)試電路會影響設(shè)計性能和占用寶貴的芯片空間等等。
(四)數(shù)字RF測試
一些新的安全和監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)將RFID廣泛地應(yīng)用于在汽車電子系統(tǒng)中，如胎壓監(jiān)測(TPMS)、防盜器、無鍵輸入系統(tǒng)、倒車雷達組件和系統(tǒng)。RFID的應(yīng)用日益增多，部分在過去高級轎車中應(yīng)用的技術(shù)將成為未來大部分汽車的標(biāo)配。
近年來汽車電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜化、更多具有較強EMI特性的開關(guān)電源進入汽車電子系統(tǒng)中，這些對RF的測試帶來了挑戰(zhàn)，使用傳統(tǒng)的頻譜分析工具來對這些瞬態(tài)信號進行測試。
