廣州智維經(jīng)濟高效的汽車總線測試方案

關(guān)鍵詞：汽車總線、CAN、LIN、FlexRay，MOST

集成電路和單片機在汽車上的廣泛應(yīng)用，使汽車上的電子控制單元越來越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動懸架等。如果仍采用常規(guī)布線方式，即電線一端與開關(guān)相接，另一端與用電設(shè)備相通，將導(dǎo)致車上電線數(shù)目急劇增加，同時復(fù)雜電路也降低了汽車可靠性，增加了維修難度。為解決這一問題，并適應(yīng)汽車功能不斷增加、可靠性要求不斷提高以及價格不斷下降的趨勢，越來越多的電子控制單元(ECU)將被引入到汽車工業(yè)中。目前，在高端汽車中一般會有50個以上的ECU。為了使這些ECU能夠在一個共同的環(huán)境下協(xié)調(diào)工作，也為了進一步降低成本，人們設(shè)計了針對汽車通信網(wǎng)絡(luò)的總線協(xié)議。

　　
目前，全世界有多達40多種車輛網(wǎng)絡(luò)標準：控制區(qū)域網(wǎng)CAN、局部互聯(lián)協(xié)議LIN(Local Interconnect Protocol)，正在發(fā)展中的汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還有高速容錯網(wǎng)絡(luò)協(xié)議FlexRay，用于汽車多媒體和導(dǎo)航的MOST(Media Oriented System Transport，媒體定向系統(tǒng)傳輸)，以及與計算機網(wǎng)絡(luò)兼容的藍牙、無線局域網(wǎng)等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。汽車通信網(wǎng)絡(luò)還可以劃分為四個不同的領(lǐng)域，車身控制系統(tǒng)、高安全的線控系統(tǒng)、低端控制系統(tǒng)和娛樂信息系統(tǒng)，每個領(lǐng)域都有其獨特的要求。

　　
通過CAN、LIN、FlexRay、MOST等總線構(gòu)建車載電子系統(tǒng)，測試工作是非常重要的一個環(huán)節(jié)。當通過串行總線進行通信時，產(chǎn)生的錯誤主要分為兩種：(1)由于電氣信號不穩(wěn)定、電子干擾而導(dǎo)致的物理層錯誤；(2)由于控制芯片發(fā)出的信號不正確而導(dǎo)致的協(xié)議錯誤。廣州智維電子科技有限公司的ＣＡＮ總線分析儀能很方便的對汽車ECU的信號進行測試，將該測試儀一端與ECU上相關(guān)總線接口相連接（如OBD口），另一端與電腦的通訊接口相連（如USB口），然后就可以對相應(yīng)的ＣＡＮ總線信號進行讀取和分析了（也有通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行通訊的產(chǎn)品）。而電腦上又有專門的CAN總線信號分析軟件，智維的CAN總線分析儀支持多種CAN總線分析軟件如下表所示：（根據(jù)不同的型號可能有所差別）

智維的CAN總線分析儀有多種型號，可以分別支持USB ，PCI，PCMICA，ISA，以及PC104+等PC通訊接口，這些型號的接口又有單通道、雙通道，四通道和高速、低速之分。

部分型號的產(chǎn)品通過MagiSync（專利技術(shù)）技術(shù)無需另外的硬件聯(lián)接就可以自動實現(xiàn)多個接口之間精確的時鐘同步，可以同時測的多個ECU的信號并進行對比分析。每個CAN消息最高可達到1μs的時間標簽(time stamp) 精度。每秒可以處理高達消息數(shù)20000個。具有自動發(fā)送緩存器，在定義時間間隔內(nèi)發(fā)送消息;有自動響應(yīng)緩存器，在定義事件觸發(fā)時發(fā)送消息。支持分析工具的“只聽”模式；帶標簽的CAN通道，方便于識別多通道CAN總線的物理層；支持11位標識符(CAN 2.0A)的標準幀和29位標識符(CAN 2.0B active)的擴展幀等等優(yōu)越性能為車載總線的開發(fā)測試提供了完整、優(yōu)越、方便的解決方案。如下圖：

CAN總線的控制器是根據(jù)CAN_H和CAN_L兩根線上的電位差來判斷總線電平。總線電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居其一。發(fā)送方通過使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方，如下圖所示：

在CAN協(xié)議中，所有的消息都以固定的格式發(fā)送。總線空閑時，所有與總線相連的單元都可以開始發(fā)送新消息。兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，根據(jù)標識符(Identifier以下稱為ID)決定優(yōu)先級。ID并不是表示發(fā)送的目的地址，而是表示訪問總線的消息的優(yōu)先級。兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，對各消息ID的每個位進行逐個仲裁比較。仲裁獲勝(被判定為優(yōu)先級最高)的單元可繼續(xù)發(fā)送消息，仲裁失利的單元則立刻停止發(fā)送而進行接收工作。在汽車總線系統(tǒng)中，ABS、SAS、ECM等單元就是通過這種總線規(guī)則協(xié)調(diào)工作，共同完成對汽車的控制。

對于CAN總線測試，首先要求能夠捕捉到相應(yīng)的波形。智維的總線分析儀提供了強大的觸發(fā)功能，包括幀起始觸發(fā)、ID/Data條件觸發(fā)、遠程幀/錯誤幀觸發(fā)等，使工程師可以在幀通信開始、出現(xiàn)相應(yīng)ID或數(shù)據(jù)(包括ID和數(shù)據(jù)的組合)、發(fā)送遠程幀或錯誤幀時，及時捕捉到需要的波形，并且可以實時進行解碼，并在解析窗口實時顯示ID、Data所代表的信息，這樣就可以非常直觀地分析、監(jiān)測總線上正在傳送的數(shù)據(jù)內(nèi)容；解析窗口顯示序號、幀類型、時間、ID(或DBC數(shù)據(jù)庫中定義的ID信息)、DLC、數(shù)據(jù)(或DBC數(shù)據(jù)庫中定義的數(shù)據(jù)含義)、CRC校驗、ACK等全部通信內(nèi)容。