【導讀】由于CAN總線(xiàn)各節點(diǎn)質(zhì)量的不一致而引發(fā)的系統癱瘓、錯誤、死機等問(wèn)題，會(huì )嚴重影響車(chē)輛的安全性，主機廠(chǎng)對CAN一致性的關(guān)注度也越來(lái)越高，本文將針對CAN一致性測試進(jìn)行探討。
CAN一致性測試概述——來(lái)源
如圖1所示，隨著(zhù)新能源、智能網(wǎng)聯(lián)等概念發(fā)展，新能源CAN網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)高達50個(gè)，車(chē)身CAN總線(xiàn)環(huán)境變得復雜及紊亂，CAN節點(diǎn)質(zhì)量不穩定給主機廠(chǎng)安全性帶來(lái)極大威脅。V型開(kāi)發(fā)流程中，零部件沒(méi)有進(jìn)行物理層測試就直接給主機廠(chǎng)供貨，引發(fā)了大量后期維護、安全等問(wèn)題。所以，CAN總線(xiàn)必須進(jìn)行CAN一致性測試。
圖1 新能源汽車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )
CAN一致性測試缺失的危害
隱患1：采樣點(diǎn)不一致
網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)采樣點(diǎn)的不一致會(huì )導致同樣的采樣頻率出現采樣錯誤，進(jìn)而使整車(chē)網(wǎng)絡(luò )出現故障問(wèn)題，影響整車(chē)環(huán)境穩定。
隱患2：位時(shí)間不一致
位時(shí)間=1/波特率，當某節點(diǎn)位時(shí)間不一致時(shí)，會(huì )發(fā)生采樣錯誤，錯誤幀長(cháng)時(shí)間占用總線(xiàn)，導致CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )癱瘓。
隱患3：信號幅值過(guò)低
當幅值過(guò)低時(shí)，CAN節點(diǎn)會(huì )因為干擾導致幅值下降到0.9V以下，從而出現位翻轉現象，導致CAN總線(xiàn)錯誤乃至死機。
隱患4：邊沿過(guò)緩
顯性電平通過(guò)電阻電容進(jìn)行放電，但阻抗匹配影響下降沿的快慢程度。下降沿過(guò)緩時(shí)，將導致位時(shí)間異常，引發(fā)總線(xiàn)錯誤。
測試內容及當前行業(yè)解決方案
1、CAN一致性測試內容
CAN一致性測試主要分為物理層、鏈路層、應用層三大部分測試內容。在整車(chē)網(wǎng)絡(luò )調試中，各節點(diǎn)遵循CAN一致性測試是保證總線(xiàn)的穩定運行的重要前提，當前CAN一致性測試已經(jīng)電動(dòng)汽車(chē)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(shí)間等，是最重要的部分；
● 鏈路層：規定在介質(zhì)上傳輸的排列和組織，如幀結構；
● 應用層：在用戶(hù)、軟件、網(wǎng)絡(luò )終端之間進(jìn)行信息交換，客戶(hù)自定義內容較多。
下圖為CAN一致性測試內容（節選）
2、CAN一致性測試當前解決方案
技術(shù)現狀：使用“示波器+CAN卡”測試組合進(jìn)行CAN一致性測試，通過(guò)外接電壓源、電流源等外圍設備，手動(dòng)完成測試，主要有接線(xiàn)復雜、測試效率低下等痛點(diǎn)問(wèn)題。
市場(chǎng)現狀：主機廠(chǎng)和零部件以主機廠(chǎng)標準為主，行業(yè)的檢測權威停留在主機廠(chǎng)層面，沒(méi)有檢測機構和國家標準進(jìn)行高度規范。
致遠電子CANDT一致性測試系統
1、CAN一致性測試系統——CAN總線(xiàn)保障體系
CANDT一致性測試系統可自動(dòng)化完成CAN節點(diǎn)物理層、鏈路層及應用層一致性測試，是當前CAN總線(xiàn)測試領(lǐng)域唯一能夠進(jìn)行完善的物理層自動(dòng)化測試并導出報表的儀器設備，其旨在推動(dòng)汽車(chē)電子、軍工、軌道交通等多領(lǐng)域CAN總線(xiàn)穩定發(fā)展，構建CAN總線(xiàn)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(dòng)化測試——標準來(lái)源
以CANH與CANL內阻為例，下文是引用《11898-2》6.5.1內容。
雖然國內主要以主機廠(chǎng)標準為主，各不一致，但是物理層測試內容早已被ISO11898詳細規定，國內主機廠(chǎng)標準溯源主要是來(lái)自于ISO11898。
3、CAN一致性自動(dòng)化測試——判斷依據
表1 ISO11898-2內阻標準
最終的判斷是根據測試結果與測試標準進(jìn)行對比，進(jìn)而判斷內阻測試是否通過(guò)。
4、詳細測試報告導出
測試完成后，用戶(hù)可導出自動(dòng)化測試報告，對于不通過(guò)的測試項目一目了然。根據測試報告，還可以跟蹤測試條目的標準出處、測試步驟以及判斷依據等。主機廠(chǎng)可以依據此報告評估CAN節點(diǎn)質(zhì)量，作為主機廠(chǎng)準入依據。
5、CAN總線(xiàn)保障檢測及故障定位
CAN一致性測試系統中集成了具備物理層深入分析能力的CANScope分析儀，對于沒(méi)有通過(guò)的測試項等錯誤問(wèn)題，用戶(hù)可CANScope對測試不通過(guò)的待測DUT進(jìn)行物理層測試，精準定位分析故障原因：
● 記錄錯誤幀出現；
● 報文定位到波形；
● 準確定位錯誤位置。
6、保障整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )安全
新能源汽車(chē)CAN節點(diǎn)在通過(guò)一致性測試后，質(zhì)量高度一致，避免了CAN節點(diǎn)良莠不齊帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題，從而保證了整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )的安全統一。
總結
CANDT是基于CANScope強大的CAN總線(xiàn)底層測試分析基礎，配備必要的電壓源、PLC等核心外圍設備，可自動(dòng)化完成汽車(chē)零部件CAN節點(diǎn)物理層、鏈路層及應用層測試的CAN一致性測試設備。
物理層測試的目的是驗證節點(diǎn)及測試系統在電路設計、物理電平特性等方面的性能，就是保證節點(diǎn)能夠正確連入總線(xiàn)的基礎，其測試內容包括電阻電容特性、節點(diǎn)差分電阻、故障容錯測試、CAN線(xiàn)上的物理電平特性等等。
數據鏈路層的測試目的是保證每個(gè)節點(diǎn)的通訊參數能夠保持一致性，所組成的網(wǎng)絡(luò )能夠正常有效的工作，內容包括位定時(shí)測試、采樣點(diǎn)測試、SJW測試等等。
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