為什么主機廠(chǎng)愈來(lái)愈重視CAN一致性測試？

　　CAN一致性測試，就是要求整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)都滿(mǎn)足CAN總線(xiàn)節點(diǎn)規范要求，縮小CAN網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)差異，保證CAN網(wǎng)絡(luò )的環(huán)境穩定，有效提高CAN網(wǎng)絡(luò )的抗干擾能力。

　　那主機廠(chǎng)為什么愈來(lái)愈重視CAN一致性測試呢?

　　一、整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )架構

　　以往的傳統車(chē)的CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)較少，如儀表、發(fā)動(dòng)機ECU等。但隨著(zhù)新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展，整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)演變得極為復雜，現在新能源汽車(chē)內部CAN節點(diǎn)已經(jīng)高達60個(gè)，細分為多個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò )系統，如車(chē)身部含有空調、車(chē)門(mén)、導航等節點(diǎn)，安全系統又含有氣囊、引爆管等節點(diǎn)。

　　整車(chē)復雜的CAN網(wǎng)絡(luò )

　　二、CAN總線(xiàn)不一致的危害

　　復雜的CAN網(wǎng)絡(luò )，各個(gè)節點(diǎn)質(zhì)量良莠不齊會(huì )對CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )存在較大的安全隱患，通常會(huì )因為其中某一個(gè)節點(diǎn)的錯誤進(jìn)而影響整體總線(xiàn)正常運行，乃至導致整體總線(xiàn)的癱瘓。

　　1、總線(xiàn)癱瘓

　　比如一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò )包含節點(diǎn)A、B、C，節點(diǎn)A差分電壓是1.2V，而節點(diǎn)B的差分電壓是2.0V，節點(diǎn)C差分電壓是1.8V。當整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )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(xiàn)中會(huì )使節點(diǎn)A的差分電壓影響到0.9V以下，導致節點(diǎn)從顯性電平翻轉成為隱性電平，進(jìn)而導致了節點(diǎn)A工作故障，頻繁發(fā)出錯誤幀。在CAN總線(xiàn)中，錯誤幀雖然不被接收，但是依然占用總線(xiàn)傳輸時(shí)間，所以導致其他正常節點(diǎn)發(fā)送延遲或者無(wú)法發(fā)送，影響整車(chē)CAN總線(xiàn)正常運行環(huán)境。

　　解決方案：主機廠(chǎng)必須要求節點(diǎn)A、B、C的工作電壓必須要工作在1.8V，乃至2.0V，這個(gè)問(wèn)題便得以解決。

　　錯誤幀占用總線(xiàn)

　　2、波特率不一致導致CAN網(wǎng)絡(luò )系統死機

　　位時(shí)間(位寬)和波特率是CAN總線(xiàn)通訊的最基本要素。位時(shí)間=1/波特率，比如波特率是500k，那位時(shí)間是2us。在相同的CAN總線(xiàn)采樣頻率下，當某一個(gè)節點(diǎn)的位時(shí)間發(fā)生抖動(dòng)時(shí)，即位時(shí)間為1.8us或者2.2us，將導致采樣點(diǎn)的邏輯判斷出現異常，出現總線(xiàn)錯誤，導致CAN網(wǎng)絡(luò )系統死機。

　　解決方案：在CAN網(wǎng)絡(luò )準入階段，如果對接入網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)進(jìn)行規范化，每個(gè)節點(diǎn)的位時(shí)間必須滿(mǎn)足t=2us±3%，那么CAN網(wǎng)絡(luò )的位時(shí)間將高度一致，則可以從CAN總線(xiàn)物理層進(jìn)行規避該問(wèn)題。

　　波特率抖動(dòng)導致位時(shí)間變化

　　3、顯性閾值電平錯誤判斷導致整車(chē)網(wǎng)絡(luò )故障

　　通常而言，CAN總線(xiàn)判斷顯隱性的機制如下：在差分電平大于0.9V時(shí)，為顯性電平;而在小于0.5V時(shí)，為隱性電平，其中在05V至0.9V之間為不確定區域。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中，CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中某一節點(diǎn)在差分電平為0.9V時(shí)，依然判斷為隱性，則出現位邏輯判斷錯誤，進(jìn)而導致節點(diǎn)發(fā)出錯誤幀，使總線(xiàn)陷入網(wǎng)絡(luò )故障狀態(tài)。

　　解決方案：如在CAN網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)準入階段，對每個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行顯性閾值測試，利用電壓源將差分電壓升高至0.9V，，保證所有節點(diǎn)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(xiàn)故障問(wèn)題出現，并且減輕CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )調試的工作量。

　　因此，為了保證CAN總線(xiàn)穩定，必須進(jìn)行對整車(chē)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行CAN一致性測試。那作為CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )整體設計者，CAN一致性測試內容有哪些，如何通過(guò)CAN一致性測試進(jìn)行保證CAN總線(xiàn)的穩定?

　　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(chǎng)都有CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )測試規范，主要內容包括物理層、鏈路層以及應用層。

• 　　物理層：通信介質(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;

　　物理層在介質(zhì)的物理特性方面的規定，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(chǎng)的整車(chē)網(wǎng)絡(luò )設計不同，其應用層測試各不一致。

　　CAN一致性測試內容(節選)

　　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(xiàn)工程師只能采用手動(dòng)搭建測試平臺并進(jìn)行逐項測試，主要通過(guò)CAN卡采集報文數據，以及通過(guò)示波器進(jìn)行測試波形，進(jìn)而達到測試位時(shí)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(shí)乃至1天時(shí)間。

　　手動(dòng)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(chǎng)CAN一致性測試標準，全自動(dòng)化實(shí)現CAN總線(xiàn)一致性測試，為主機廠(chǎng)及零部件企業(yè)建立CAN總線(xiàn)測試及保障體系。另外，CANDT還可以根據測試結果進(jìn)行輸出測試報告，作為主機廠(chǎng)準入依據，大大降低主機廠(chǎng)在網(wǎng)絡(luò )調試環(huán)節的工作量，并保證整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的穩定。

　　CANDT一致性測試系統架構