原厂方案:VX1000广泛支持ARM架构ECU的高速测量与标定

描述

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1.

什么是VX1000?

VX1000系统是高性能测量和标定硬件,可通过MCU的高速调试接口(如DAP、JTAG、SWD、Aurora、TPIU等),实现对ECU内部变量的高带宽、高频率采集,并且不消耗或消耗较小的CPU资源。此外VX1000系统还拥有广泛的功能,包括程序上电后第一个周期的DAQ采集,ECU复位的不间断DAQ采集,动态Flash Overlay,代码旁通,功能激励,Flash刷写等等。

VX1000系统由两部分组成:基础模块和POD(全称Plug-On-Device)。POD一端连接微控制器Debug口,另一端连接基础模块(如VX1060、VX1135、VX1161等),最后将运行CANape的电脑通过以太网连接到基础模块。

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VX1000与强大的测量标定工具CANape相结合,可用于数以万计信号的复杂测量配置,还可以测量事件速率为100微秒甚至更快的信号。根据用户的目标,可实现高达每秒100MByte的测量速率。

VX1000近几年加强了对国产芯片的支持力度。通过终端用户或芯片厂商,Vector已经适配了多款国产芯片。如需VX1000适配的国产芯片,请联系我们。目前支持的国产芯片的最新列表请点击文末“阅读原文”查看。

2.

VX1000使用场景

在底盘应用中,例如ABS/ESP/EMB,至少需要同时测量数千个信号;电动汽车测量,例如逆变器,测量时间精度可达10微秒,甚至更快;雷达传感器的测量,必须采集大量的原始数据以及1D/2D FFT数据或XCP数据;辅助驾驶应用,对于感知、融合以及规控数据,至少需要采集几千个信号。以上这些测量场景VX1000都能完美支持。

VX1000的所有测量数据都有时间戳,而且对于多个控制器同时测量可以通过IEEE 1588 PTP协议实现精确时间同步。

3.

 VX1000 ARM M/R核的测量标定方案

a.

SWD接口方案

ARM SWD(Serial Wire Debug)是ARM公司提出的一种双线调试协议,是JTAG的简化替代方案,用于与ARM Cortex系列处理器进行调试、烧录和诊断。VX1543B的POD型号支持SWD接口,通过10 Pin的排线连接ARM芯片的SWD接插件。为了保证测试的稳定性,Vector提供IP60/67两种等级的壳体与线束。SWD接口的通讯频率一般在50Mhz以内,配合VX1060/VX1135其中任意一款基础模块使用,可实现的测量带宽一般在1.5MB/s以内。

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VX1000 SWD接口方案

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10 Pin SWD接口定义

b.

TPIU Trace接口方案

TPIU是ARM定义的一种并行接口,是ARM CoreSight调试架构的一部分,用于将芯片内部的跟踪数据(Trace Data)输出到芯片外部,便于开发者进行实时程序追踪与分析。TPIU接口通常也被称为Trace-Pin-Interface或ETM-Trace-Interface。TPIU接口是一个单向接口,数据只能从目标控制器传输到调试器或测量硬件,TPIU不能单独使用,结合标定应用场景,需要与JTAG或SWD接口一起使用。根据所使用的跟踪引脚数量和频率的不同,TPIU接口可以实现较高的测量带宽。

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由于Trace Pin引脚一般与其他外设引脚复用,用户在ECU硬件设计的时候就需要把相关的PIN脚预留好,并且实车测试的场景还需要考虑POD的固定以及封装。

VX1453 POD支持TPIU接口测量,支持3种Trace接插件,分别是20 Pin(包含4路Trace Data)、28 Pin(包含8路Trace Data)和44 Pin(包含16路Trace Data)。POD端是60 Pin接插件,Vector提供44 Pin转60 Pin的转接板VX1902.09,用于连接ECU和POD。VX1453 POD壳体不防水,对于车载应用的需求,建议用户自己做壳体封装。VX1453 POD与基础模块的接口是HSSL或HSSL2,需要选择VX1135或VX1161基础模块。

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VX1000 TPIU接口方案

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20Pin(4Pin Trace Data) TPIU接口定义

此方案相对于SWD接口方案的优势是:采集带宽更高,SWD的DAQ(Data Acquisition)带宽基本在1.5Mbyte/s以内,而4 Pin的Trace方案可以轻松做到7~10Mbyte/s。另外,相对于以太网的XCP采集方案,TPIU采集方案消耗的CPU负载也非常低,大约为1MByte/s占用0.4%~5%。

4.

总结

ARM芯片在汽车电子领域的应用日益广泛,凭借其高性能与灵活架构,在汽车控制、信息娱乐、自动驾驶等关键系统中占据了核心地位。VX1000支持的ARM SWD与TPIU采集方案具备高带宽、低系统负载等优势,为汽车电子开发提供了高效、可靠的数据采集能力,有效简化开发流程,加速项目验证进程。

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