can總線系統(tǒng)測試技術(shù)

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1、CAN總線系統(tǒng)測試技術(shù)【摘要】CAN總線作為現(xiàn)場總線的一種，在汽車、船舶、航天、工業(yè)測控與工業(yè)自動化等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。CAN總線開發(fā)流程中，需要對所開發(fā)的CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)以及總線系統(tǒng)的驗(yàn)證與確認(rèn)，本文主要介紹了網(wǎng)絡(luò)測試驗(yàn)證的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)測試的工具與測試技術(shù)?！娟P(guān)鍵字】CAN總線網(wǎng)絡(luò)測試驗(yàn)證確認(rèn)CANBusTestingTechnologyAbstract:Asonekindoffieldbus,theCANbusiswidelyusedinAutomobile,Ship,Aerospace,industrialcontrollingandautom

2、atization.DuringthedevelopmentprocessesofCANbus,theverificationandvalidationaretheimportantstepsfortheCANbussystem.Thetestingspecificationisdiscussedhere,andthetestingtoolsandtestingtechnologyareintroduced.Keywords:CAN(ControllerAreaNetworks)TestingVerificationValidation引言[1].[2]隨著汽

3、車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車上所用的電控單元不斷增多，電控單元之間信息交換的需求促進(jìn)了車用總線技術(shù)的發(fā)展。CAN總線即控制器局域網(wǎng)總線，由Bosch公司于1981年制定，主要目的為用作汽車的高速動力總線、中速車身總線等。由于CAN總線具有可靠性高、實(shí)時(shí)性好、成本合理等優(yōu)點(diǎn)，逐漸被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域中，例如船舶、航天、工業(yè)測控、工業(yè)自動化、電力系統(tǒng)、樓宇監(jiān)控等，成為了廣泛使用的現(xiàn)場總線之一?；贑AN總線協(xié)議，還發(fā)展出CANopen、J1939、DeviceNet等多種上層總線協(xié)議。CAN是一種開放式多主站線性結(jié)構(gòu)的總線，使用雙絞線作為連接介質(zhì)連接所有節(jié)點(diǎn),最高傳輸速

4、率為1Mbit/s。CAN總線使用載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)技術(shù)這種非破壞性的總線仲裁方式，避免多個節(jié)點(diǎn)同時(shí)開始發(fā)送消息而造成總線沖突，保證優(yōu)先級高的報(bào)文能夠優(yōu)先發(fā)送而不需要額外的時(shí)間開銷。CAN協(xié)議不對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址規(guī)定，而是使用報(bào)文的標(biāo)識符來指定報(bào)文的優(yōu)先級以及報(bào)文的內(nèi)容。同時(shí)，CAN總線協(xié)議提供了完善的錯誤檢測與錯誤處理機(jī)制，包括了CRC檢測、錯誤報(bào)文自動重發(fā)、錯誤狀態(tài)判斷、臨時(shí)錯誤自動恢復(fù)、永久錯誤自動錯誤節(jié)點(diǎn)等措施，從而很好的保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性。圖1系統(tǒng)開發(fā)流程1CAN總線開發(fā)流程[3]隨著CAN總線技術(shù)應(yīng)用在國內(nèi)各個行業(yè)中廣泛使用

5、，CAN總線開發(fā)流程及開發(fā)方法也日益成為關(guān)注的重點(diǎn)。目前，基于開發(fā)－驗(yàn)證思想的V型開發(fā)流程被廣泛用于CAN總線的開發(fā)過程中，如圖1所示。OEM廠商首先定義CAN總線系統(tǒng)需求，并進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)，然后由供應(yīng)商根據(jù)OEM廠商提出的需求，分析節(jié)點(diǎn)ECU的需求并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，再進(jìn)行軟硬件實(shí)現(xiàn)以及節(jié)點(diǎn)ECU集成，最后對ECU進(jìn)行測試驗(yàn)證。供應(yīng)商將所設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)ECU提供給OEM廠商，由OEM廠商進(jìn)行CAN總線系統(tǒng)的集成，并對系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，才能形成最終的產(chǎn)品。在V開發(fā)流程中，測試始終貫徹著整個開發(fā)流程，以在開發(fā)過程中能盡早的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。供應(yīng)商在節(jié)點(diǎn)ECU開發(fā)的最后階段，需

6、要對所開發(fā)的ECU進(jìn)行驗(yàn)證，檢查所開發(fā)的產(chǎn)品是否符合所需的設(shè)計(jì)規(guī)范，即“是否正確的做了產(chǎn)品”。而OEM廠商在獲得供應(yīng)商提供的各個節(jié)點(diǎn)ECU后，進(jìn)行系統(tǒng)集成，需要對CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，檢查是否符合原始的需求，即“是否設(shè)計(jì)了正確的產(chǎn)品”。因此，無論對于供應(yīng)商開發(fā)單節(jié)點(diǎn)ECU還是OEM廠商對整個系統(tǒng)進(jìn)行集成，都需要對節(jié)點(diǎn)以及總線系統(tǒng)進(jìn)行CAN總線測試，以完成驗(yàn)證與確認(rèn)的工作。2CAN總線測試CAN總線測試內(nèi)容可以分為單節(jié)點(diǎn)測試和總線系統(tǒng)集成測試兩部分。在每個節(jié)點(diǎn)連接到CAN總線網(wǎng)絡(luò)之前都需要進(jìn)行單節(jié)點(diǎn)測試，用以確定節(jié)點(diǎn)工作正確并且不會干擾總線的正常通訊?？偩€系統(tǒng)

7、集成測試則是將各個節(jié)點(diǎn)都連接形成完整的CAN總線系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行測試以驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行的完整性及正確性、系統(tǒng)的通訊魯棒性、電器魯棒性以及系統(tǒng)的容錯自恢復(fù)功能等。進(jìn)行CAN總線測試過程，首先需要制定測試規(guī)范，然后根據(jù)該測試規(guī)范編寫測試案例，構(gòu)建測試環(huán)境，并進(jìn)行測試實(shí)現(xiàn)，最終將測試所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成測試報(bào)告。2.1CAN總線測試規(guī)范由于CAN總線基本協(xié)議的靈活性，目前并沒有一個統(tǒng)一的完整覆蓋CAN總線各個通訊層次的測試規(guī)范，而作為CAN總線技術(shù)使用最廣泛的汽車行業(yè)，各個汽車廠商也只是自行定義其轎車CAN總線協(xié)議，并根據(jù)該協(xié)議制定各自的測試規(guī)范。因此制定CAN總線

8、的測試規(guī)范，必須從相關(guān)的設(shè)計(jì)需求和規(guī)范