摘要：本文重点阐述整车CAN线的物理层、数据链路层和故障测试内容，对主机厂开发设计整车CAN通信有实际的借鉴作用。
    随着汽车电子技术高速发展，CAN总线技术在国内应用逐渐普及。车辆CAN总线所处电磁环境比较恶劣，尤其某些车辆具有高电压、大电流和多功率器件特性，电磁环境更加恶劣。这为车辆CAN总线设计带来很大挑战。笔者期望能在车辆开发中，加大对车辆通信品质评估的投入来提高车辆的安全性和稳定性。本文给出了一般性车辆CAN总线测试内容。

    1 测试工具
    测试需要的主要工具有：CANoe+CANcaseXL、CANstressDR和数字示波器。
    1）CANoe是网络和ECU开发、测试和分析的专业工具，支持从需求分析到系统实现的整个系统开
发过程。测试中CANoe和CANcaseXL硬件配套用于记录总线数据、估算总线负载率和观察ECU发送接收功能。
    2）CANstressDR是一种独立运行的硬件，它可以直接串连到CAN网络中，对CAN总线施加各种干扰逻辑，验证ECU以及CAN总线的抗干扰能力。测试中CANstressDR用于对总线模拟施加故障干扰。
    3）数字示波器用于记录观察总线电平。数字示波器主要参数：①1亿次秒采样速率；②分辨率±10ns。

    2 测试方法
    将测试设备串连到车辆CAN网络系统集成测试平台。仅针对车辆CAN网络系统集成测试平台各个ECU外部接口进行测试，不改变ECU。测试设备连接示意如图1所示。

    3 测试内容及评价标准
    3.1 物理层测试
    CAN总线的物理连接如图2所示，总线两端均串有一个负载电阻RL。这个电阻用来抑制信号在总线内部的反射。不要把RL置于ECU内部，因为那样的话，断开一个内部置有RL的ECU同总线的连接时，总线就会失去终端电阻。

    如果总线上所有ECU的总线发送器都处于关闭状态，即每个ECU内的那对三极管都截止，总线表现为隐性状态。在这种场合中，总线平均电压由各个 ECU带高内阻的电压电源生成。图2给出的电阻网络可以作为接收操作参考。
    如果至少有一个ECU的总线驱动电路接通，即成对三极管中至少有一对被导通了，总线上会出现一个显性位。这导致有电流通过终端电阻，结果总线的两根线（CAN -H和CAN -L）之间就产生了差动电压。
    电阻网络能将总线上的差动电压转换成接收电路比较器输入处相应的隐性或显性电平，从而检测出显性和隐性状态。
    1）隐性输出电压测试，用于检查从总线上断开了的各个ECU的CAN -H与CAN -L的隐性输出电压是否遵循IS011898-2的定义。评价标准：①2.0V≤Ucan-H≤3.0V；②2.0V≤UcaN-L≤3.0V；③-500 mV≤Udiff ≤ 50 mV。某增程／插电式重型商用车底盘开发项目中，CAN总线隐性输出电压测试结果见表1，测试波形如图3、图4所示。





    2）显性输出电压测试，用于检查从总线上断开了的各个ECU的CAN-H与CAN -L的显性输出电压是否遵循IS011898-2的定义。评价标准：①2.75V≤UcAn_H≤ 4.5V；② 0.5V≤UcAN-L≤2.25V；③1.5V≤Udiff ≤3.0V。某增程／插电式重型商用车底盘开发项目中，CAN总线显性输出电压测试结果见表2，测试波形如图5、图6所示。





    3）位上升／下降时间测试，用于检查ECU发送的CAN总线信号的隐性转显性和显性转隐性的转换时间，检查位上升／下降时间（即：位斜率）是否满足测试规范的要求。位上升／下降时间定义如图7所示。

    评价标准:① 20 ns≤trise ≤200 ns ; ②20 ns≤tfall≤400 ns。
    4）位时间精度测试，用于检查ECU发送的CAN报文的位时间精度是否遵守物理层规范中的定义。评价标准：位时间精度（即最大允许误差）为±0.4%。
    5）信号对称性测试，用于检查CAN_H和CAN -L信号的对称性是否遵守物理层规范中的定义。评价标准：①在位时间的前半部分，信号电压应在81%的位结束电压值到150％的位结束电压值的范围内；②在位时间的后半部分，信号电压应在95％的位结束电压值到105％的位结束电压值的范围内。

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