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1、概述整車CAN總線測試王朝均重慶力帆乘車有限公司401122[摘要]筆者為重慶力帆乘車有限公司電氣工程師——王朝均，將在本文中闡述CAN總線開發(fā)設(shè)計中故障測試、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層等內(nèi)容，為主機廠設(shè)計開發(fā)整車CAN通信提供參考依據(jù)。[..關(guān)鍵詞]整車；CAN總線；測試近年來汽車電子技術(shù)發(fā)展迅速，CAN總線技術(shù)廣泛運用于我國汽車行業(yè)。車輛CAN總線面對電磁環(huán)境相對惡劣，特別是那些具有多功率、大電流、高電壓的車輛，這嚴重的增加了車輛CAN總線設(shè)計難度。將來的設(shè)計中應(yīng)當有效評估車輛通信品質(zhì)進而保證車輛的穩(wěn)定性和安全性。一、測試工具測
2、試運用的工具包括：CANoe+CANcaseXL、CANstressDR和數(shù)字示波器。CANoe是ECU和網(wǎng)絡(luò)分析、測試、開發(fā)的專用工具，支持需求分析到系統(tǒng)實現(xiàn)的整體系統(tǒng)開發(fā)過程。檢測中CANcaseXL和CANoe硬件配套用于觀察ECU發(fā)送接收、估算總線負載率、記錄總線數(shù)據(jù)功能。CANstressDR作為獨立運行硬件，能夠與CAN網(wǎng)絡(luò)直接串連，將各種干擾邏輯施加在CAN總線上，進而驗證CAN和ECU總線抗干擾能力。測試中CANstressDR的作用在于通過模擬施加故障干擾總線。數(shù)字示波器作用在于觀察記錄總線電平狀態(tài)，并對總
3、線電平進行初步解析。數(shù)字示波器的主要參數(shù)為：1億次/秒采樣速率；分辨率+10ns。二、測試方法將車輛CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成測試平臺和測試設(shè)備串連到一起，只針對車輛CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成測試平臺各個ECU外部接口進行測試，不改變ECU。根據(jù)圖1進行測試設(shè)備連接。三、測試內(nèi)容和評價標準（一）物理層測試如圖2進行CAN總線物理連接，將負載電阻R串連在總線梁端，電阻作用在于抑制總線內(nèi)部信號的反射。不應(yīng)當在ECU內(nèi)部設(shè)置R，防止內(nèi)部設(shè)置R的ECU同總線連接斷開時，總線失去終端電阻。當總線所有ECU總線發(fā)送器為關(guān)閉狀態(tài)，也就是ECU內(nèi)三極管都
4、介質(zhì)，總線處于隱性狀態(tài)。在該狀態(tài)所有ECU帶高內(nèi)阻電壓電源生成總線平均電壓。接受操作可參考圖2顯示的電阻網(wǎng)絡(luò)。當ECU接通的總線驅(qū)動電路大于一個時，也就是成對三極管里接通的對數(shù)大于一個，總線就會產(chǎn)生一個顯性位。這樣終端電阻就會通過電流，這樣總線兩根線間就會產(chǎn)生差動電壓?？偩€上的差動電壓能夠通過電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成接收電路的比較器輸入處相應(yīng)的顯性或隱性電平，進而檢測出隱性和顯性狀態(tài)[1]。第三，位下降/上升時間測試，用于判斷ECU發(fā)送CAN總線信號的顯性轉(zhuǎn)隱性和隱性轉(zhuǎn)顯性的時間，判斷位下降/上升時間符不符合測試規(guī)范要求。圖5為位下降
5、/上升的時間。評價標準：①20ns≤trise≤200ns;②20nstfall≤400ns。第四，位時間精度測試，用于判斷ECU發(fā)送CAN報文時間的精確度符不符合物理層規(guī)范定義。評價標準：位時間精確度為±0.5%。第五，信號對稱性測試，用于判斷CAN_L和CAN_H信號對稱性服不服和物理層規(guī)范定義。評價標準包括①位時間的前部，信號電壓應(yīng)當處于82%位結(jié)束電壓值至165%位結(jié)束電壓值之間；②位時間后部，信號電壓處于96%位結(jié)束電壓值至106%位結(jié)束電壓值之間[2]。（二）數(shù)據(jù)鏈路層測試根據(jù)CAN2.0B定義，控制器能夠識別的
6、ID數(shù)據(jù)幀包括11位、29位，即標準幀、擴展幀。如圖6、7為幀格式。第一，擴展報文幀和標準報文幀兼容性測試，用于判斷ECU能夠兼容11位ID標準幀的CAN報文、29位ID擴展幀的CAN報文。評價標準：測試中ECU能夠兼容29位ID擴展幀和11位ID標準幀，不可發(fā)送任何錯誤幀。第二，100%總線負載下報文接受能力的測試，用于判斷CAN總線負載率為100%時，ECU能夠處理接受到的CAN總線信息，并在CAN總線負載率達到正常水平后恢復(fù)。評價標準：①在運用低優(yōu)先級ID增加總線負載率的檢測過程中，ECU應(yīng)當處理接收到的所有CAN總線
7、信息，同時連續(xù)發(fā)送總線信息；②在運用高優(yōu)先級ID增加總線負載率至100%時，ECU可以出現(xiàn)CAN總線報文的發(fā)送失敗情況，總線負載率重回正常水平后，ECU恢復(fù)CAN總線報文發(fā)送；③在全部測試過程中，ECU不應(yīng)發(fā)送任何錯誤幀。（三）網(wǎng)絡(luò)錯誤處理測試第一，單個節(jié)點脫開測試，用于檢測單個節(jié)點斷開后ECU中CAN總線通信狀態(tài)，并檢測修復(fù)該故障后ECU能夠正常進行CAN總線通信。評價標準：①單個節(jié)點斷開后，該節(jié)點ECU可以不具有CAN總線報文接收和發(fā)送功能，不可引起該節(jié)點ECU出現(xiàn)任何形式損壞。其余節(jié)點應(yīng)當可以繼續(xù)數(shù)據(jù)通信；②恢復(fù)斷開的
8、節(jié)點后，該節(jié)點ECU應(yīng)重新實現(xiàn)CAN總線報文的接收和發(fā)送功能。第二，接地或節(jié)點電源斷開測試，用于檢測某節(jié)點同電源脫開后或同搭鐵脫開后ECU的CAN總線通信狀態(tài)，進而檢測該故障修復(fù)后ECU弄否重新實現(xiàn)CAN總線通信。評價標準：①節(jié)點與電源脫開或者在低電壓狀態(tài)時，CAN總線網(wǎng)絡(luò)不能被拉低，剩余
