【導(dǎo)讀】由于CAN總線各節(jié)點質(zhì)量的不一致而引發(fā)的系統(tǒng)癱瘓、錯誤、死機等問題，會嚴(yán)重影響車輛的安全性，主機廠對CAN一致性的關(guān)注度也越來越高，本文將針對CAN一致性測試進行探討。
CAN一致性測試概述——來源
如圖1所示，隨著新能源、智能網(wǎng)聯(lián)等概念發(fā)展，新能源CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點高達50個，車身CAN總線環(huán)境變得復(fù)雜及紊亂，CAN節(jié)點質(zhì)量不穩(wěn)定給主機廠安全性帶來極大威脅。V型開發(fā)流程中，零部件沒有進行物理層測試就直接給主機廠供貨，引發(fā)了大量后期維護、安全等問題。所以，CAN總線必須進行CAN一致性測試。
圖1 新能源汽車CAN網(wǎng)絡(luò)
CAN一致性測試缺失的危害
隱患1：采樣點不一致
網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點采樣點的不一致會導(dǎo)致同樣的采樣頻率出現(xiàn)采樣錯誤，進而使整車網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障問題，影響整車環(huán)境穩(wěn)定。
隱患2：位時間不一致
位時間=1/波特率，當(dāng)某節(jié)點位時間不一致時，會發(fā)生采樣錯誤，錯誤幀長時間占用總線，導(dǎo)致CAN總線網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
隱患3：信號幅值過低
當(dāng)幅值過低時，CAN節(jié)點會因為干擾導(dǎo)致幅值下降到0.9V以下，從而出現(xiàn)位翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致CAN總線錯誤乃至死機。
隱患4：邊沿過緩
顯性電平通過電阻電容進行放電，但阻抗匹配影響下降沿的快慢程度。下降沿過緩時，將導(dǎo)致位時間異常，引發(fā)總線錯誤。
測試內(nèi)容及當(dāng)前行業(yè)解決方案
1、CAN一致性測試內(nèi)容
CAN一致性測試主要分為物理層、鏈路層、應(yīng)用層三大部分測試內(nèi)容。在整車網(wǎng)絡(luò)調(diào)試中，各節(jié)點遵循CAN一致性測試是保證總線的穩(wěn)定運行的重要前提，當(dāng)前CAN一致性測試已經(jīng)電動汽車行業(yè)的必然趨勢！
● 物理層：通信介質(zhì)的物理特性，如幅值、邊沿時間等，是最重要的部分；
● 鏈路層：規(guī)定在介質(zhì)上傳輸?shù)呐帕泻徒M織，如幀結(jié)構(gòu)；
● 應(yīng)用層：在用戶、軟件、網(wǎng)絡(luò)終端之間進行信息交換，客戶自定義內(nèi)容較多。
下圖為CAN一致性測試內(nèi)容（節(jié)選）
2、CAN一致性測試當(dāng)前解決方案
技術(shù)現(xiàn)狀：使用“示波器+CAN卡”測試組合進行CAN一致性測試，通過外接電壓源、電流源等外圍設(shè)備，手動完成測試，主要有接線復(fù)雜、測試效率低下等痛點問題。
市場現(xiàn)狀：主機廠和零部件以主機廠標(biāo)準(zhǔn)為主，行業(yè)的檢測權(quán)威停留在主機廠層面，沒有檢測機構(gòu)和國家標(biāo)準(zhǔn)進行高度規(guī)范。
致遠電子CANDT一致性測試系統(tǒng)
1、CAN一致性測試系統(tǒng)——CAN總線保障體系
CANDT一致性測試系統(tǒng)可自動化完成CAN節(jié)點物理層、鏈路層及應(yīng)用層一致性測試，是當(dāng)前CAN總線測試領(lǐng)域唯一能夠進行完善的物理層自動化測試并導(dǎo)出報表的儀器設(shè)備，其旨在推動汽車電子、軍工、軌道交通等多領(lǐng)域CAN總線穩(wěn)定發(fā)展，構(gòu)建CAN總線安全保障體系，保證CAN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。
2、CAN一致性自動化測試——標(biāo)準(zhǔn)來源
以CANH與CANL內(nèi)阻為例，下文是引用《11898-2》6.5.1內(nèi)容。
雖然國內(nèi)主要以主機廠標(biāo)準(zhǔn)為主，各不一致，但是物理層測試內(nèi)容早已被ISO11898詳細(xì)規(guī)定，國內(nèi)主機廠標(biāo)準(zhǔn)溯源主要是來自于ISO11898。
3、CAN一致性自動化測試——判斷依據(jù)
表1 ISO11898-2內(nèi)阻標(biāo)準(zhǔn)
最終的判斷是根據(jù)測試結(jié)果與測試標(biāo)準(zhǔn)進行對比，進而判斷內(nèi)阻測試是否通過。
4、詳細(xì)測試報告導(dǎo)出
測試完成后，用戶可導(dǎo)出自動化測試報告，對于不通過的測試項目一目了然。根據(jù)測試報告，還可以跟蹤測試條目的標(biāo)準(zhǔn)出處、測試步驟以及判斷依據(jù)等。主機廠可以依據(jù)此報告評估CAN節(jié)點質(zhì)量，作為主機廠準(zhǔn)入依據(jù)。
5、CAN總線保障檢測及故障定位
CAN一致性測試系統(tǒng)中集成了具備物理層深入分析能力的CANScope分析儀，對于沒有通過的測試項等錯誤問題，用戶可CANScope對測試不通過的待測DUT進行物理層測試，精準(zhǔn)定位分析故障原因：
● 記錄錯誤幀出現(xiàn)；
● 報文定位到波形；
● 準(zhǔn)確定位錯誤位置。
6、保障整車CAN網(wǎng)絡(luò)安全
新能源汽車CAN節(jié)點在通過一致性測試后，質(zhì)量高度一致，避免了CAN節(jié)點良莠不齊帶來的安全隱患問題，從而保證了整車CAN網(wǎng)絡(luò)的安全統(tǒng)一。
總結(jié)
CANDT是基于CANScope強大的CAN總線底層測試分析基礎(chǔ)，配備必要的電壓源、PLC等核心外圍設(shè)備，可自動化完成汽車零部件CAN節(jié)點物理層、鏈路層及應(yīng)用層測試的CAN一致性測試設(shè)備。
物理層測試的目的是驗證節(jié)點及測試系統(tǒng)在電路設(shè)計、物理電平特性等方面的性能，就是保證節(jié)點能夠正確連入總線的基礎(chǔ)，其測試內(nèi)容包括電阻電容特性、節(jié)點差分電阻、故障容錯測試、CAN線上的物理電平特性等等。
數(shù)據(jù)鏈路層的測試目的是保證每個節(jié)點的通訊參數(shù)能夠保持一致性，所組成的網(wǎng)絡(luò)能夠正常有效的工作，內(nèi)容包括位定時測試、采樣點測試、SJW測試等等。
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