基于CAN總線的嵌入式汽車電子測(cè)試系統(tǒng)

摘要：為滿足汽車廠商對(duì)于汽車電子產(chǎn)品的測(cè)試需求，提出了基于CAN總線和嵌入式技術(shù)的汽車電子檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。以USB車載音頻娛樂(lè)系統(tǒng)的測(cè)試儀器為例對(duì)該方法進(jìn)行了具體解釋，首先給出了硬件設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述了CAN總線控制器和驅(qū)動(dòng)器的電路設(shè)計(jì)；其次說(shuō)明了軟件設(shè)計(jì)的分層結(jié)構(gòu)，采用Wince作為儀器的操作系統(tǒng)，具體分析了CAN總線驅(qū)動(dòng)程序在Wince中的實(shí)現(xiàn)；最后描述了上層應(yīng)用程序的具體流程。USB部件測(cè)試儀器已成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，并取得了良好效果，實(shí)踐表明，該測(cè)試方法是一種有效的解決方案，可以滿足汽車廠商的測(cè)試需求。
關(guān)鍵詞：汽車電子；CAN總線；嵌入式系統(tǒng)；測(cè)試儀器

汽車產(chǎn)業(yè)是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，電子產(chǎn)業(yè)也是國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，作為汽車產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)的交集，汽車電子零部件產(chǎn)業(yè)的興衰與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)。目前，我國(guó)汽車的產(chǎn)量逐年攀高，民族汽車品牌在自身不斷成長(zhǎng)的同時(shí)，也迫使國(guó)際汽車公司或合資公司不得不降低生產(chǎn)成本，實(shí)施汽車電子零部件國(guó)產(chǎn)化戰(zhàn)略，這就為我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。
前裝汽車電子產(chǎn)品除了其復(fù)雜的功能要求外，對(duì)于實(shí)時(shí)性、安全性、可靠性和環(huán)保性等的要求都非常嚴(yán)格，并且汽車廠商都具有自己相關(guān)的執(zhí)行檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)流程規(guī)范，因此為前裝汽車電子產(chǎn)品配套研發(fā)相應(yīng)的故障檢測(cè)系統(tǒng)是非常必要的。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
1．1 設(shè)計(jì)依據(jù)
CAN總線作為一種串行汽車總線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，目前已在汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。前裝汽車電子產(chǎn)品一定遵循特定車型的CAN通信協(xié)議，整車幾乎全部的控制和狀態(tài)信息都依賴CAN總線傳輸，通過(guò)采集和分析CAN總線上的信號(hào)，便可準(zhǔn)確獲得各個(gè)部件的工作狀態(tài)和實(shí)時(shí)參數(shù)，這就是汽車電子測(cè)試系統(tǒng)的基本依據(jù)。
汽車廠商對(duì)測(cè)試儀器的一般要求包括實(shí)時(shí)性、可靠性、便攜式以及友好的人機(jī)交互等。嵌入式系統(tǒng)由于其靈活的軟硬件設(shè)計(jì)、良好的可靠性和實(shí)時(shí)性、較低的功耗等特點(diǎn)，完全可以滿足廠商對(duì)于測(cè)試儀器的要求。因此，基于CAN幀測(cè)試和采用嵌入式設(shè)計(jì)是汽車電子測(cè)試系統(tǒng)的有效解決方案。
1．2 實(shí)現(xiàn)方案
嵌入式汽車電子測(cè)試系統(tǒng)，一般選擇性能比較好的32位微處理器，比如ARM處理器，在硬件設(shè)計(jì)上包括嵌入式系統(tǒng)通用的電源模塊、存儲(chǔ)模塊、人機(jī)交互模塊等，基于CAN總線通訊必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的CAN總線通信模塊，在該模塊中通常由兩部分組成，一部分是CAN控制器，用于實(shí)現(xiàn)CAN總線的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議；另一部分是CAN驅(qū)動(dòng)器用于實(shí)現(xiàn)CAN總線的物理層。系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

汽車電子測(cè)試儀器一般要求具備友好的人機(jī)交互，對(duì)界面設(shè)計(jì)的要求比較高，因此在軟件設(shè)計(jì)中宜采用分層的軟件設(shè)計(jì)方法，一般情況下需要移植相關(guān)的嵌入式操作系統(tǒng)，目前常用的嵌入式操作系統(tǒng)主要有Linux、Wince等。軟件的設(shè)計(jì)流程主要包括操作系統(tǒng)移植、驅(qū)動(dòng)程序編寫、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)3個(gè)階段。移植合適的嵌入式操作系統(tǒng)，為軟件的開發(fā)搭建好開發(fā)平臺(tái)；開發(fā)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)支持硬件設(shè)備，為應(yīng)用軟件訪問(wèn)硬件提供接口，在CAN的模塊中，一般需要開發(fā)支持控制器和驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)程序，以便于和汽車電子產(chǎn)品通信；應(yīng)用程序是最上層的軟件，直接面對(duì)用戶，為用戶使用提供友好的交互。