3  CAN总线网络仿真
    在完成了网络方案设计后，可以利用网络仿真验证方案的合理性、可靠性、扩展性。网络仿真可在计算机平台上进行，利用CAN卡、CANoe、Davinci等总线工具完成仿真，仿真内容包括总线负载率、报文发送最大等待时间、错误帧的影响、总线扩展性能评估等项目。
    总线的负载率是评价报文实时发送的重要参数。在创建了整车网络仿真环境后，可以利用Bus-Statistics查看总线负载率。根据经验，总线的负载率在30％以下，可以保证网络的正常通信。
    报文发送最大等待时间与报文的优先级、总线负载率等因素有直接关系，如果报文发送等待时间超过了报文周期，会导致报文丢失，因此要求各个报文的发送最大等待时间小于报文的发送周期。通过仿真，分析各个报文的等待时间，便可直观地判断报文发送等待时间是否满足要求。通过向仿真网络中增加错误帧，分析总线的负载率变化可以评估错误帧对网络的影响。通过向仿真网络加人周期为10、20、 50、 100 ms不同周期的多个报文，分析总线的负载率变化可评估网络的扩展性。
    通过仿真可以得出，目标车型动力网段负载率为28.2%，车身网段负载率为13.95%，网络负载率满足要求；各个发送报文的发送最大等待时间小于报文周期，且相对值在25％以内，满足要求；增加10、20、 50、100 ms不同周期的错误帧，总线负载率分别上升2.58%、1.29%、 0.52%、0.26%，但仍在或接近30％以内，可以接受。在动力网段、车身网段同时模拟加人2个节点，每个节点发送2个周期为10 ms、 2个周期为20 ms、 2个周期为50 ms、2个周期为100 ms的报文，网络负载率增加18.6％左右，对于动力网段，增加节点后负载率远超过30%，达到46.8%，扩展性能非常有限；车身网段达到了32.55%，具备一定的扩展空间。

    4 CAN网络的测试和验证（表6）

    在CAN总线各节点完成试制，具备样件的测试条件后，就可以开展CAN总线的测试和验证工作。CAN总线测试分为节点测试和总线系统集成测试两部分。节点测试针对每个网络节点单独完成，用以验证单个节点是否满足总线的设计要求。总线系统集成测试是在电器台架或者试验样车上将各个节点连接形成完整的CAN总线系统，对总线系统进行测试，以验证系统运行的正确性、完整性和稳定性。
    CAN总线测试，首先需要制定测试规范，然后根据测试规范编写测试用例，构建测试环境，进行实际测试，记录测试结果，最终形成测试报告。由于目前乘用车行业没有统一的CAN总线测试规范，各个乘用车制造厂家需要自行制定CAN总线测试规范。CAN总线的测试规范的制定，可以依据设计需求和相关的规范，确定试验需求和测试用例。每个测试用例包括测试目的、测试环境、测试方法和步骤、判定依据、测试结果等内容。
    CAN总线测试可以按照通信协议层划分为物理层测试、数据链路层测试、应用层测试等测试项目，各层的测试用例见表6。物理层测试是验证CAN接口电路设计、信号电平特性、总线物理故障等方面的性能，是保证节点能够正确连接人总线的基础；数据链路层测试位时间、采样点项目，用以保证各个节点的通信参数能够保持一致，所组成的网络能够正常有效工作；应用层测试包括报文接收超时、报文发送超时、报文一致性、报文发送周期误差、网关路由功能项目，是为了验证节点或网络可以正常通信、满足设计的要求。
    为了验证CAN总线的可靠性，可以借助试验样车高寒、湿热、综合路况、8万公里耐久试验项目，搭载CAN总线的可靠性测试。试验方法是将总线记录仪搭载在试验样车上，记录网络上出现的错误帧，定期导出记录仪内存卡上的数据，并对数据进行综合分析。

    5 结束语
    本文所述的CAN总线网络的开发按照需求分析、方案设计、仿真分析、节点测试和验证、网络集成测试和验证5个阶段进行，每个阶段互相衔接，层层递进，是网络设计和开发常用的方法，该方法在目标车型上得到了充分的应用和实践。截止2015年8月份，目标车型已经进人量产阶段有12个月时间，市场保有量接近5万台，所有售出车辆的CAN总线网络运行正常，没有故障和问题报告，较充分地验证了CAN总线的正确性、稳定性和可靠性。
    本文所述的CAN总线网络设计和验证方法在目标车型和其他车型上的成功实践，证明了该方法是一种操作性强、行之有效的工程方法。

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