JP2024076786A - System and method for evaluating electronic control units - Google Patents
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Abstract
【課題】信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニット(ECU)の評価を実現するための評価システムおよび評価方法を提供する。
【解決手段】信号改善機能を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニットの評価システムであって、電子制御ユニットを実装した送信側の通信装置と受信側の通信装置とを差動接続する、長さ1.8m以上の一対の通信線と、一対の通信線の中央部に接続されるリンギングを発生させる回路と、を備え、リンギングを発生させる回路の構成をSパラメータの解析によって導出している。
【選択図】図1
An evaluation system and an evaluation method are provided for implementing evaluation of an electronic control unit (ECU) equipped with a communication transceiver IC having a signal improving function (SIC).
[Solution] An evaluation system for an electronic control unit equipped with a communication transceiver IC with signal improvement function, comprising a pair of communication lines with a length of 1.8 m or more that differentially connect a transmitting communication device equipped with an electronic control unit and a receiving communication device, and a circuit that generates ringing connected to the center of the pair of communication lines, and the configuration of the circuit that generates ringing is derived by analysis of S parameters.
[Selected Figure] Figure 1
Description
本開示は、信号改善機能(SIC:Signal Improvement Capability)を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)の性能評価に関する。 This disclosure relates to performance evaluation of an electronic control unit (ECU) equipped with a communication transceiver IC having a signal improvement capability (SIC).
特許文献1に、通信速度が高速に切り替えられて通信信号が送信されてきた場合でも、通信信号に発生するリンギングの影響を受けることなく、送信されてくる通信信号からデータを正確に復元できる通信装置が、開示されている。
CAN(Controller Area Network)の標準化団体であるCiA(CAN in Automation)の国際規格「601-4 version 2.0」では、通信トランシーバICの単体における信号改善機能の評価方法(SIC評価方法)を規格化している。しかしながら、信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニット(ECU)の評価方法については、その定義もされておらず規格が存在しない。 The international standard "601-4 version 2.0" of CiA (CAN in Automation), a standardization organization for CAN (Controller Area Network), specifies the evaluation method (SIC evaluation method) for the signal improvement function of a standalone communication transceiver IC. However, there is no definition or standard for the evaluation method of an electronic control unit (ECU) equipped with a communication transceiver IC that has a signal improvement function (SIC).
本開示は、上記課題を鑑みてなされたものであり、信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニット(ECU)の評価を実現するための評価システムおよび評価方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above problems, and aims to provide an evaluation system and evaluation method for evaluating an electronic control unit (ECU) equipped with a communication transceiver IC having a signal improvement function (SIC).
上記課題を解決するために、本開示技術の一態様は、信号改善機能を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニットの評価システムであって、電子制御ユニットを実装した送信側の通信装置と受信側の通信装置とを差動接続する、長さ1.8m以上の一対の通信線と、一対の通信線の中央部に接続されるリンギングを発生させる回路と、を備え、リンギングを発生させる回路の構成をSパラメータの解析によって導出した、評価システムである。 In order to solve the above problems, one aspect of the disclosed technology is an evaluation system for an electronic control unit equipped with a communication transceiver IC having a signal improvement function, the evaluation system comprising a pair of communication lines having a length of 1.8 m or more that differentially connect a transmitting communication device and a receiving communication device that are equipped with the electronic control unit, and a circuit that generates ringing that is connected to the center of the pair of communication lines, the configuration of the circuit that generates ringing being derived by analyzing S parameters.
上記本開示によれば、信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバICを搭載した電子制御ユニット(ECU)の評価を実現するための評価システムおよび評価方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an evaluation system and an evaluation method for evaluating an electronic control unit (ECU) equipped with a communication transceiver IC having a signal improvement function (SIC).
本発明者らは、信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバICを搭載する電子制御ユニット(ECU)を基板に実装した状態における評価試験が未定義という課題に対して、規格済みである通信トランシーバIC単体の評価を行うときと同等のリンギング波形を発生させる回路構成を、通信路を含むSパラメータ解析によって明確化する手法を見出した。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
In response to the problem of there being no defined method for evaluation testing of an electronic control unit (ECU) equipped with a communication transceiver IC with a signal improvement function (SIC) mounted on a board, the inventors have discovered a method for clarifying a circuit configuration that generates a ringing waveform equivalent to that generated when evaluating a standardized communication transceiver IC alone, by using S-parameter analysis including the communication path.
Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
<実施形態>
[評価システムの構成]
図1は、本開示の一実施形態に係る電子制御ユニット(ECU)の評価システム10の構成の一例を示す図である。図1に例示した評価システム10は、送信側のECU100と、受信側のECU200と、一対の通信線300と、リンギング発生回路500と、を備える。
<Embodiment>
[Configuration of evaluation system]
1 is a diagram showing an example of a configuration of an
送信側のECU100は、通信トランシーバIC110を搭載した電子制御ユニットである。評価システム10における送信側のECU100は、送信側のECU100がテスト基板(または製品基板)に実装されたテスト試験用の通信装置として構成される。この送信側のECU100には、一対の通信線300を接続するコネクタ120が設けられている。
The sending ECU 100 is an electronic control unit equipped with a
通信トランシーバIC110は、信号改善機能(SIC)を有しており、受信側のECU200との間で、差動信号を用いた通信(例えば、CAN(Controller Area Network)やCAN-FD(CAN with Flexible Data-Rate)など)を行うことができる通信ICである。
The
受信側のECU200は、送信側のECU100との間で、差動信号を用いた通信を行うことができる通信装置である。この受信側のECU200には、一対の通信線300を接続するコネクタ220が設けられている。
The
一対の通信線300は、長さ1.8m以上の2本の信号線が一対となった差動通信用のペアケーブル(撚り線タイプ)である。この一対の通信線300は、コネクタ120およびコネクタ220を介して、送信側のECU100と受信側のECU200とを通信可能に接続する。また、一対の通信線300は、その中央部にリンギング発生回路500を接続する。ここで、中央部には、一対の通信線300の中間点およびその中間点の近傍範囲が含まれる。
The pair of
本実施形態の評価システム10では、一対の通信線300を車載相当の線長(例えば10m)の長さとして、送信側のECU100および受信側のECU200のどちらからも同じ距離(例えば5mの距離)となる中間点に、リンギング発生回路500が接続されている。
In the
リンギング発生回路500は、一対の通信線300を通信する差動信号にリンギング波形を発生させるための回路である。図2に、電子制御ユニット用のリンギング発生回路500の回路構成の一例を示す。図2に例示するリンギング発生回路500は、反射発生源およびLC通信路を模擬したものであり、抵抗Rを60ΩおよびインダクタLを1.2μHからなる回路構成としている。このリンギング発生回路500の回路構成は、Sパラメータの解析によって導出される。
The
[リンギング発生回路の回路構成の導出例]
上述した通信トランシーバIC110の単体におけるSIC評価方法に用いられるCiAのリンギング発生回路は、通信トランシーバIC110を一対一の状態で車両に搭載したときの配索(通信線や分岐など)を再現するものである。しかし、この一対一配索状態における電子制御ユニット評価では、通常はリンギングが発生しない。
[Example of derivation of the circuit configuration of a ringing generation circuit]
The CiA ringing generation circuit used in the above-mentioned SIC evaluation method for the
本実施形態では、一対の通信線300(通信線モデル)とリンギング発生回路500(電子制御ユニット用のリンギング発生回路)とによって、一対一配索におけるリンギング発生状態の表現は可能であると考え、さらに国際規格相当とするためには、一対の通信線300(回路構成の一部)の長さが変化することからSパラメータ解析により必要な構成を明確化する。 In this embodiment, it is believed that it is possible to express the ringing generation state in one-to-one wiring using a pair of communication lines 300 (communication line model) and a ringing generation circuit 500 (ringing generation circuit for an electronic control unit), and in order to conform to international standards, the length of the pair of communication lines 300 (part of the circuit configuration) changes, so the necessary configuration is clarified by S-parameter analysis.
図3に、ミックスドモードSパラメータSdd21の信号通過特性の一例を示す。また、図4に、受信側のECU200が受信する差動信号に発生するリンギング波形の一例を示す。
Figure 3 shows an example of the signal passing characteristics of the mixed-mode S-parameter Sdd21. Figure 4 shows an example of a ringing waveform that occurs in the differential signal received by the
一対の通信線300とリンギング発生回路500とによって一対一配索におけるリンギング発生状態の表現するためには、リンギング発生に寄与する低周波数のインピーダンスを合わせる必要がある。図3の例では、目標とするCiAリンギング発生回路の特性(破線)に、本実施形態のリンギング発生回路500の特性を合わせるべく、長さ10mの一対の通信線300の中間点(5m地点)に抵抗R=60ΩかつインダクタL=1.2μHのリンギング発生回路500を接続した回路構成の特性(実線)を合わせている。なお、図3に示した解析例は、信号通過特性であるが、例えばスミスチャートによるインピーダンスなど、その他の解析であってもよい。
In order to express the ringing generation state in one-to-one wiring using a pair of
これによって、図4に例示するように、長さ10mの一対の通信線300の中間点(5m地点)に抵抗R=60ΩかつインダクタL=1.2μHのリンギング発生回路500を接続した回路構成によるリンギング波形(実線)を、CiA規定のリンギング発生回路によるリンギング波形(破線)に近づけることができる。
As a result, as shown in FIG. 4, the ringing waveform (solid line) generated by a circuit configuration in which a ringing generating
[EMC性能の評価試験例]
送信側のECU100と受信側のECU200とを長さ10mの一対の通信線300で接続し、一対の通信線300の中間点となる送信側のECU100から5mかつ受信側のECU200から5mの地点に、抵抗R=60ΩかつインダクタL=1.2μHからなるリンギング発生回路500を接続した回路構成の状態で、電磁波ノイズ対策の効果を確認するためのEMC(Electro-Magnetic Compatibility)性能の評価を実施する。
[Example of EMC performance evaluation test]
The transmitting
車両の電装機器などのEMC性能を評価する試験としては、通常、BCI(Bulk Current Injection)試験が採用される。このBCI試験は、図5に例示するように、BCIプローブ400を介して、例えば1~400MHz程度の高周波妨害電流(ノイズ信号)を一対の通信線300に注入して、一対の通信線300を伝搬するノイズ信号を測定することで耐ノイズ性能を推定し、イミュニティ性能を評価するものである。
The BCI (Bulk Current Injection) test is usually used to evaluate the EMC performance of vehicle electrical equipment. As shown in FIG. 5, this BCI test injects a high-frequency interference current (noise signal) of, for example, 1 to 400 MHz into a pair of
<作用・効果>
以上説明したように、本開示の一実施形態に係る信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバIC110を搭載した電子制御ユニットの評価システム10は、送信側のECU100と受信側のECU200とを一対の通信線300によって差動接続し、さらに一対の通信線300の中央部にリンギング発生回路500を接続する構成を備えている。そして、この評価システム10は、リンギング発生回路500の回路構成をSパラメータの解析によって導出する。
<Action and Effects>
As described above, the
これによって、CiAの国際規格「601-4 version 2.0」において規格化されている通信トランシーバIC110の単体評価のときと同等のリンギング波形を発生させることができるリンギング発生回路500の構成を、特定することができる。また、この回路構成では、一対の通信線300の長さが異なる場合においても、必要なリンギング発生回路500を明確化することができる。
This makes it possible to identify the configuration of the
また、本開示の一実施形態に係る信号改善機能(SIC)を有する通信トランシーバIC110を搭載した電子制御ユニットの評価方法によれば、一対の通信線300とリンギング発生回路500とを有した評価システム10の状態においてEMC性能の評価を実施する。
In addition, according to a method for evaluating an electronic control unit equipped with a
この電子制御ユニットの評価方法によって、イミュニティ性能の推定誤差を低減させることができる。 This method of evaluating electronic control units can reduce estimation errors in immunity performance.
本開示の電子制御ユニットの評価システムおよび評価方法は、特に一対一通信時に国際規格相当のリンギング発生回路の要件を導出する(リンギング動作を実現したい)場合などに有用である。 The electronic control unit evaluation system and evaluation method disclosed herein are particularly useful in cases where it is necessary to derive requirements for a ringing generation circuit that meets international standards (to achieve ringing operation) during one-to-one communication.
10 評価システム
100 送信側のECU
110 通信トランシーバIC
120 コネクタ
200 受信側のECU
220 コネクタ
300 一対の通信線
400 BCIプローブ
500 リンギング発生回路
10
110 Communication transceiver IC
120
220
Claims (2)
前記電子制御ユニットを実装した送信側の通信装置と受信側の通信装置とを差動接続する、長さ1.8m以上の一対の通信線と、
前記一対の通信線の中央部に接続されるリンギングを発生させる回路と、を備え、
前記リンギングを発生させる回路の構成をSパラメータの解析によって導出した、評価システム。 An evaluation system for an electronic control unit equipped with a communication transceiver IC having a signal improvement function,
a pair of communication lines having a length of 1.8 m or more, which differentially connect a transmitting communication device having the electronic control unit mounted thereon and a receiving communication device;
a circuit for generating ringing connected to a central portion of the pair of communication lines,
An evaluation system in which the configuration of a circuit that generates the ringing is derived by analyzing S parameters.
前記一対の通信線と前記リンギングを発生させる回路とを有した前記評価システムの状態でEMC性能の評価を実施する、評価方法。 An evaluation method using the evaluation system according to claim 1,
an evaluation method, comprising: evaluating EMC performance in a state where the evaluation system has the pair of communication lines and the circuit that generates ringing.
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