為什么主機廠愈來愈重視CAN一致性測試?
CAN一致性測試,就是要求整車CAN網絡中的節(jié)點都滿足CAN總線節(jié)點規(guī)范要求,縮小CAN網絡中節(jié)點差異,保證CAN網絡的環(huán)境穩(wěn)定,有效提高CAN網絡的抗干擾能力。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201806/380942.htm那主機廠為什么愈來愈重視CAN一致性測試呢?
一、整車CAN網絡架構
以往的傳統(tǒng)車的CAN總線網絡節(jié)點較少,如儀表、發(fā)動機ECU等。但隨著新能源汽車行業(yè)發(fā)展,整車CAN網絡中的節(jié)點演變得極為復雜,現(xiàn)在新能源汽車內部CAN節(jié)點已經高達60個,細分為多個CAN網絡系統(tǒng),如車身部含有空調、車門、導航等節(jié)點,安全系統(tǒng)又含有氣囊、引爆管等節(jié)點。
整車復雜的CAN網絡
二、CAN總線不一致的危害
復雜的CAN網絡,各個節(jié)點質量良莠不齊會對CAN總線網絡存在較大的安全隱患,通常會因為其中某一個節(jié)點的錯誤進而影響整體總線正常運行,乃至導致整體總線的癱瘓。
1、總線癱瘓
比如一個CAN網絡包含節(jié)點A、B、C,節(jié)點A差分電壓是1.2V,而節(jié)點B的差分電壓是2.0V,節(jié)點C差分電壓是1.8V。當整車CAN網絡工作在強電磁干擾的環(huán)境下,環(huán)境的共模干擾串擾到CAN總線中會使節(jié)點A的差分電壓影響到0.9V以下,導致節(jié)點從顯性電平翻轉成為隱性電平,進而導致了節(jié)點A工作故障,頻繁發(fā)出錯誤幀。在CAN總線中,錯誤幀雖然不被接收,但是依然占用總線傳輸時間,所以導致其他正常節(jié)點發(fā)送延遲或者無法發(fā)送,影響整車CAN總線正常運行環(huán)境。
解決方案:主機廠必須要求節(jié)點A、B、C的工作電壓必須要工作在1.8V,乃至2.0V,這個問題便得以解決。
錯誤幀占用總線
2、波特率不一致導致CAN網絡系統(tǒng)死機
位時間(位寬)和波特率是CAN總線通訊的最基本要素。位時間=1/波特率,比如波特率是500k,那位時間是2us。在相同的CAN總線采樣頻率下,當某一個節(jié)點的位時間發(fā)生抖動時,即位時間為1.8us或者2.2us,將導致采樣點的邏輯判斷出現(xiàn)異常,出現(xiàn)總線錯誤,導致CAN網絡系統(tǒng)死機。
解決方案:在CAN網絡準入階段,如果對接入網絡的節(jié)點進行規(guī)范化,每個節(jié)點的位時間必須滿足t=2us±3%,那么CAN網絡的位時間將高度一致,則可以從CAN總線物理層進行規(guī)避該問題。
波特率抖動導致位時間變化
3、顯性閾值電平錯誤判斷導致整車網絡故障
通常而言,CAN總線判斷顯隱性的機制如下:在差分電平大于0.9V時,為顯性電平;而在小于0.5V時,為隱性電平,其中在05V至0.9V之間為不確定區(qū)域。但在實際網絡中,CAN總線網絡中某一節(jié)點在差分電平為0.9V時,依然判斷為隱性,則出現(xiàn)位邏輯判斷錯誤,進而導致節(jié)點發(fā)出錯誤幀,使總線陷入網絡故障狀態(tài)。
解決方案:如在CAN網絡節(jié)點準入階段,對每個節(jié)點進行顯性閾值測試,利用電壓源將差分電壓升高至0.9V,,保證所有節(jié)點在此差分電壓都能判斷為顯性,并且停止發(fā)送報文,將減少該總線故障問題出現(xiàn),并且減輕CAN總線網絡調試的工作量。
因此,為了保證CAN總線穩(wěn)定,必須進行對整車網絡進行CAN一致性測試。那作為CAN總線網絡整體設計者,CAN一致性測試內容有哪些,如何通過CAN一致性測試進行保證CAN總線的穩(wěn)定?
三、CAN一致性測試內容及解決方案
1、CAN一致性測試內容
在國內,大部分的主機廠都有CAN總線網絡測試規(guī)范,主要內容包括物理層、鏈路層以及應用層。
物理層:通信介質的物理特性,如幅值、邊沿時間等,是最重要的部分。
鏈路層:規(guī)定在介質上傳輸的排列和組織,如幀結構;
應用層:在用戶、軟件、網絡終端之間進行信息交換,客戶自定義內容較多;
物理層在介質的物理特性方面的規(guī)定,主要源自于標準ISO 11898,該部分標準高度一致。而鏈路層和應用層方面,因為主機廠的整車網絡設計不同,其應用層測試各不一致。
CAN一致性測試內容(節(jié)選)
2、CAN一致性測試方案
CAN一致性測試工具包含CAN卡、示波器、電源等設備,當前國內CAN總線工程師只能采用手動搭建測試平臺并進行逐項測試,主要通過CAN卡采集報文數據,以及通過示波器進行測試波形,進而達到測試位時間、幅值、位寬等目的,但是測試方案效率較低,一般完成整體CAN一致性測試項目需要10小時乃至1天時間。
手動測試架構搭建
ZLG致遠電子即將發(fā)布的CANDT一致性測試系統(tǒng)基于CANScope底層分析能力,集成示波器、電源等必要設備,可覆蓋主機廠CAN一致性測試標準,全自動化實現(xiàn)CAN總線一致性測試,為主機廠及零部件企業(yè)建立CAN總線測試及保障體系。另外,CANDT還可以根據測試結果進行輸出測試報告,作為主機廠準入依據,大大降低主機廠在網絡調試環(huán)節(jié)的工作量,并保證整車CAN網絡環(huán)境的穩(wěn)定。
CANDT一致性測試系統(tǒng)架構
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