汽车总线测试方案

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1、CAN总线测试解决方案CAN总线测试解决方案1概述由于CAN总线具有可靠性高、实时性好、成本合理等优点，已在汽车、船舶、航天、医疗、工业测控与工业自动化等领域得到广泛的应用，成为了应用最广泛的现场总线之一。在CAN总线开发流程中，需要对所开发的CAN总线节点和总线系统进行验证与确认，既要检查所开发的CAN总线节点设备是否符合设计规范，即“是否正确的做了产品”，又要检查集成后的CAN总线系统是否满足初始需求，即“是否设计了正确的产品”。CAN总线测试可以分为单节点测试和总线系统集成测试两部分。在系

2、统集成之前，需要对单个节点设备进行测试，用以确定节点工作正确并且不会干扰总线的正常通讯。总线系统集成测试则是将各个节点都连接形成完整的CAN网络，对集成后的系统进行测试以验证整个系统运行的完整性和正确性、系统的通讯鲁棒性、电器鲁棒性以及系统的容错自恢复功能等。不论是单节点测试还是系统集成测试，测试的内容按照通信层次可分为:¢物理层测试验证CAN节点及CAN总线网络在电路设计、物理电平特性等方面的性能，保证节点能够正确连接入总线。¢数据链路层测试测试单个节点的数据链路层参数，确保CAN网络集成后总

3、线通信性能的一致性。¢应用层测试包括应用层协议的测试、网络管理功能测试和故障诊断测试等方面的内容。通过此测试检测每个CAN节点是否按照系统的CAN总线通信规范实现了应用层协议，是否实现了相应的诊断功能，以及CAN网络集成后的网络管理功能是否达到了要求。CAN总线测试解决方案2CAN总线测试平台USBI-使用CANoe模拟其他网络节点II-使用CANister模拟CAN节点图1CAN总线测试系统：单元测试图2CAN总线测试系统：网络集成测试(二)网络测试必须先进行单元测试，然后才是系统集成测试。针

4、对单个节点和整个总线网络的CAN总线测试平台的组成结构分别如图1和图2所示。CAN总线测试解决方案2.1单元测试单元测试中只有一个被测设备(UUT)。单节点的物理层测试主要目的是验证节点在电路设计、物理电平特性等方面的性能，这是保证节点能够正确连接入总线的基础。测试项目主要包括节点的电阻电容特性、节点差分电阻、总线终端电阻、CAN线上的物理电平特性等方面。数据链路层测试则包括了位定时测试、采样点测试、SJW测试等内容，该测试内容主要用以保证各个节点的通讯参数能够保持一致性，在组成网络时能够正常有

5、效的工作。使用Vector公司提供的CAN总线干扰仪CANstressDR和网络示波器CANscope可以很好地实现对物理层和数据链路层的测试。CANstressDR是一种向CAN总线产生物理层和数据链路层干扰的设备，能够产生一系列的错误模式，实现以下功能：¾总线失效评估¾CAN系统失效¾电子控制单元协同开发测试¾CAN控制器的干扰¾可编程短路和断路CANscope则是一个便捷的CAN总线波形示波器，能够：¾显示总线CAN_H/CAN_L电平和差分电压¾使用眼图评估信号品质¾比较不同的电压曲线在

6、物理层和数据链路层测试过程中，使用CANstressDR向被测单元制造出测试所需的干扰信号以及总线故障等测试环境，并使用网络示波器CANscope捕捉CAN总线物理层的电平信号，通过评估来验证和确认节点在电路设计、物理电平特性等方面的性能，确保节点能够正确接入集成后的网络。CAN总线测试解决方案单节点应用层测试则包括了上层应用协议的测试、网络管理功能的测试、故障诊断测试和功能测试等方面的内容。主要包括：数据库使用正确性测试、通讯周期准确性测试、节点休眠唤醒功能测试、网络管理功能测试、网关测试、错

7、误帧频率测试、电压影响测试、总线物理故障测试、节点故障自恢复能力测试、通讯失败的故障诊断功能测试等。在实验室环境下，通过CAN卡与被测单元建立CAN通信连接，通过I/O接口电缆IOcab获取被测单元的I/O信号（如图1-I所示）。这样，就可以在PC机上使用CANoe软件建立网络中其它节点的仿真模型，以半物理仿真的形式测试被测单元的功能和通讯性能。CAN总线系统级设计和分析软件CANoe为单元测试提供的多种具有不同功能的分析评估窗口，如文本数字形式的总线报文跟踪Trace窗口、信号观测Data窗口

8、，图形化信号时域行为动态显示Graphics窗口等。这些强大的分析评估窗口为CAN节点单元测试提供了便利。在现场环境下，可使用Vector提供的手持式快速原型CAN节点设备CANister模拟网络中的其它节点对被测单元进行测试。CANister具有丰富的I/O接口和标准的CAN总线接口，并可以通过配置软件方便地设置其软件功能，很好地模拟网络中的其它节点。通过CANister向被测单元输入CAN报文和相应的I/O信号，然后观察被测单元的控制动作，就可以对被测单元的功能进行逐一测试。2.2CAN总线