CAN总线系统测试技术简介
正确连接入总线的基矗测试主要包括了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,所组成的网络能够正常有效的工作。
应用层测试则包括了上层应用层协议的测试、网络管理功能的测试以及故障诊断测试等方面的内容。其包括的内容可以是: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内容。由于CAN总线使用背景的不同,其应用层的内容也有很大差别,因此应用层测试的内容也存在较大差异,需要根据项目的设计需求以及设计文档仔细制定应用层测试的内容。值得注意的是,对于CAN总线网络测试,其应用层测试一般不涉及功能测试的范围,功能测试一般属于ECU测试的范畴。
2.3 CAN总线测试方法
图2所示为基于Vector公司提供的CAN总线测试工具所组建的CAN总线测试系统。
![](../img/eep/emb/emb-48919fhoabmjmr5f.jpg)
图2 CAN总线测试系统
在系统中被测单元与模拟被测单元应用背景的仿真器相连,通过仿真器可以模拟出被测单元在真实应用中的运行环境。而被测系统的CAN线则通过CAN硬件接口连接到测试软件CANoe上,CANoe还可通过IO接口电缆IOcab获取被测单元的IO信号。
被测单元的供电则由供电系统提供给仿真器,再由仿真器提供给被测系统,与真实系统的供电模式相同。CANoe软件可以通过其接口来控制供电系统,从而可以方便的改变被测单元的供电电压,实现CAN总线测试环境。
测试过程中,使用Vector公司提供的干扰仪CANstress,以制造出测试所需的干扰信号以及总线故障等测试环境。而系统中所连接的网络示波器CANscope可以在物理层测试中捕捉CAN总线的物理信号。
在测试过程中,Vector提供的测试软件CANoe可以观测总线通讯的报文以及信号,并检测总线的错误帧、总线负载率等信息。另外,CANoe还提供了测试软件包,能够使用扩展的编程功能编写测试流程,控制CANstresss、CANscope等工具,并支持XML编写的测试脚本,实现自动化测试流程,将测试结果自动生成XML和HTML测试报告。
3 CAN网络测试案例
根据上述的CAN网络测试系统,进行了物理层的采样点测试。测试结果如图3所示。
图3 (a)所示为被测单元正常通讯情况下,使用CANscope捕捉到数据场第一个隐性位。使用CANstress将该位75%后干扰为显性电平,使用 CANscope捕捉总线报文,没有出现错误帧,如图3(b)所示。同样条件下,将该位68.75%后的电平干扰为显性位,使用CANscope捕捉总线报文,出现了错误帧,如图3(c)所示。由此可以得出结论,被测单元的采样率为75%。
![](../img/eep/emb/emb-48920g5x4pxj0xvt.jpg)
(a)无干扰情况下的位电平
![](../img/eep/emb/emb-489215mrkm3gzcki.jpg)
(b)干扰电平在75%后-无错误帧
![](../img/eep/emb/emb-48922smm5mtvleaa.jpg)
(c)干扰电平在68.75%后-有错误帧
图3 采样点测试
图4所示为应用层测试中,CAN-H线与电源短路测试的测试结果。图4(a)所示为使用CANstress将CAN-H线设置为与电源短路。图4(b)所示为CANoe在该测试过程中总线的通讯情况,在被测条件下总线没有出现错误帧。使用CANscope观测,由于CAN-H与电源短路,CAN-H电平表现为恒高,而差分电平信号仍足够保证CAN总线的正常通讯,因此没有出现错误帧。
![](../img/eep/emb/emb-48923bwy01z2pwqh.jpg)
(a)CANstress设置CAN-H与电源断路
![](../img/eep/emb/emb-48924plpk1y00jgh.jpg)
(b)CANoe检测网络无错误帧
![](../img/eep/emb/emb-48925xpz401jordc.jpg)
(c)CANscope观测总线电平情况
图4 CAN-H与电源断路情况下的系统通讯测试
4 总结
随着CAN总线在国内应用的日益广泛,CAN总线测试技术将越发重要。CAN总线测试规范是CAN总线测试的核心,需要根据相关的CAN协议规范以及CAN总线设计需求进行制定。另外,在缺乏统一测试规范以及参考资料的条件下,还需要在CAN总线开发过程中积累经验,逐步制定并完善CAN总线的测试规范。国外先进的CAN总线设计及测试工具也可以促进CAN总线测试能力迅速形成。
参考文献
[1] 鲍官军, 等. CAN总线技术、系统实现及发展趋势. 浙江工业大学学报. 2003(1)
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- 嵌入式Win CE中CAN总线控制器的驱动设计与实现(05-01)
- μC/OS-II的多任务信息流与CAN总线驱动(07-11)
- 采用CAN总线实现DSP芯片程序的受控加载(11-08)
- 基于DSP的电动汽车CAN总线通讯技术设计(10-08)
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