一種車(chē)用CAN總線(xiàn)測試平臺的研發(fā)與應用

　　數學(xué)建模法是建立系統的數學(xué)模型,用演繹推理求解,該模型用數學(xué)形式表示系統的特性和行為,并利用計算機協(xié)助運算,來(lái)分析網(wǎng)絡(luò )的性能。根據網(wǎng)絡(luò )的不同結構,作一些合理的近似和假設,建立一些粗略的關(guān)系表達式,來(lái)表示各個(gè)參量之間的關(guān)
系。

　　網(wǎng)絡(luò )一致性測試就是測試一個(gè)應用裝置是否兼容一個(gè)給定的規范或協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò )協(xié)議制定完成之后,各開(kāi)發(fā)單位就會(huì )根據協(xié)議各自對組件進(jìn)行獨立的開(kāi)發(fā),當不同組件構成網(wǎng)絡(luò )時(shí),不同開(kāi)發(fā)單位的組件可能不能正常地通信。一致性測試就是測試不同廠(chǎng)商生產(chǎn)上的組件是否能正常地通信,通過(guò)經(jīng)驗選擇進(jìn)行有限數量的獨立實(shí)驗來(lái)完成。一致性測試工具順序化、結構化地對一致性測試協(xié)議中描述的內容進(jìn)行測試,測試內容可以按實(shí)時(shí)性的要求級別進(jìn)行分類(lèi)。在汽車(chē)的應用上,有些測試已經(jīng)成為國際標準,例如ISO 16845 描述了CAN 的一致性測試。

　　直接測試分析,是在真實(shí)CAN 總線(xiàn)上借助測試設備進(jìn)行系統性能評估。評價(jià)總線(xiàn)系統核心性能的主要指標有:總線(xiàn)的傳輸速率;總線(xiàn)吞吐量;總線(xiàn)利用率;消息的傳輸延時(shí)時(shí)間;節點(diǎn)ECU 的通訊負載;總線(xiàn)的EMC 特性。

　　CAN 分析工具多種多樣, 從最低端的RS232CAN 分析儀到Vector 公司的一系列CAN 測試及仿真設備,都可以對CAN 網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行測試。它們的主要特點(diǎn)是分析總線(xiàn)上運行的數據。

　　以上三種評價(jià)方法都具有不同的特點(diǎn),各自又有一定的局限性。模型仿真與具體實(shí)施存在較大的差距,這種差距有可能使仿真結果無(wú)法具體物理實(shí)現。利用具有嚴格時(shí)間規則的計算機軟件仿真節點(diǎn)來(lái)代替總線(xiàn)上存在的無(wú)序消息的真實(shí)節點(diǎn)進(jìn)行的部分仿真,其局限性是顯然的。目前已有的網(wǎng)絡(luò )測試產(chǎn)品僅限于對總線(xiàn)上運行的數據進(jìn)行分析,與具體系統的關(guān)聯(lián)性不大。

CAN 總線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真測試平臺的研發(fā)與應用

　　目前已有的測試工具不能方便地對一個(gè)分布式實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò )的CAN 通訊進(jìn)行全方位的評價(jià)。為此,我們提出了網(wǎng)絡(luò )在環(huán)的設計思想,開(kāi)發(fā)了CAN總線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真測試系統。整個(gè)系統在自己研發(fā)平臺的基礎上,運用國外已有的先進(jìn)總線(xiàn)測試工具的產(chǎn)品,可對CAN 總線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )性能、單個(gè)ECU 通訊功能進(jìn)行分析、測試及評價(jià)。
CAN總線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真測試平臺的研發(fā)

　　CAN 總線(xiàn)測試平臺拓撲結構如圖1 所示,它由實(shí)時(shí)仿真節點(diǎn)、待測節點(diǎn)和運行在PC 上的相關(guān)軟件組成。其中實(shí)時(shí)仿真節點(diǎn)由微處理器與PhilipsSJA100 CAN 控制器構成的真實(shí)結點(diǎn),通過(guò)RS485 接收運行在PC 機上配置與監控軟件發(fā)送的配置信息,仿真某一特定ECU 的通訊功能,定時(shí)向總線(xiàn)上發(fā)送特定的信息,從總線(xiàn)上接收信息,并上傳其運行狀態(tài);待測節點(diǎn)為真實(shí)網(wǎng)絡(luò )系統中的ECU 節點(diǎn);在PC 機上運行一些相關(guān)的測試軟件, 如: CANoe 、CANScope 以及仿真結點(diǎn)配置軟件與監控軟件。該測試平臺可測試系統的各項指標,如總線(xiàn)負載、發(fā)送延遲、錯誤統計、MCU 的通訊負載分析及各種干擾對總線(xiàn)的影響等。