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CAN一致性測試內容及解決方案

AGk5_ZLG_zhiyua ? 來源:互聯網 ? 作者:佚名 ? 2018-05-29 09:14 ? 次閱讀

本文導讀

新能源汽車行業的迅速發展,CAN總線問題日益突出,總線故障潛在問題極其嚴重。那么,如何保證CAN總線穩定,為何主機廠愈來愈重視CAN一致性測試?

CAN一致性測試,就是要求整車CAN網絡中的節點都滿足CAN總線節點規范要求,縮小CAN網絡中節點差異,保證CAN網絡的環境穩定,有效提高CAN網絡的抗干擾能力。

那主機廠為什么愈來愈重視CAN一致性測試呢?

一、整車CAN網絡架構

以往的傳統車的CAN總線網絡節點較少,如儀表、發動機ECU等。但隨著新能源汽車行業發展,整車CAN網絡中的節點演變得極為復雜,現在新能源汽車內部CAN節點已經高達60個,細分為多個CAN網絡系統,如車身部含有空調、車門、導航等節點,安全系統又含有氣囊、引爆管等節點。

整車復雜的CAN網絡

二、CAN總線不一致的危害

復雜的CAN網絡,各個節點質量良莠不齊會對CAN總線網絡存在較大的安全隱患,通常會因為其中某一個節點的錯誤進而影響整體總線正常運行,乃至導致整體總線的癱瘓。

1、總線癱瘓

比如一個CAN網絡包含節點A、B、C,節點A差分電壓是1.2V,而節點B的差分電壓是2.0V,節點C差分電壓是1.8V。當整車CAN網絡工作在強電磁干擾的環境下,環境的共模干擾串擾到CAN總線中會使節點A的差分電壓影響到0.9V以下,導致節點從顯性電平翻轉成為隱性電平,進而導致了節點A工作故障,頻繁發出錯誤幀。在CAN總線中,錯誤幀雖然不被接收,但是依然占用總線傳輸時間,所以導致其他正常節點發送延遲或者無法發送,影響整車CAN總線正常運行環境。

解決方案:主機廠必須要求節點A、B、C的工作電壓必須要工作在1.8V,乃至2.0V,這個問題便得以解決。

錯誤幀占用總線

2、波特率不一致導致CAN網絡系統死機

位時間(位寬)和波特率是CAN總線通訊的最基本要素。位時間=1/波特率,比如波特率是500k,那位時間是2us。在相同的CAN總線采樣頻率下,當某一個節點的位時間發生抖動時,即位時間為1.8us或者2.2us,將導致采樣點的邏輯判斷出現異常,出現總線錯誤,導致CAN網絡系統死機。

解決方案:在CAN網絡準入階段,如果對接入網絡的節點進行規范化,每個節點的位時間必須滿足t=2us±3%,那么CAN網絡的位時間將高度一致,則可以從CAN總線物理層進行規避該問題。

波特率抖動導致位時間變化

3、顯性閾值電平錯誤判斷導致整車網絡故障

通常而言,CAN總線判斷顯隱性的機制如下:在差分電平大于0.9V時,為顯性電平;而在小于0.5V時,為隱性電平,其中在05V至0.9V之間為不確定區域。但在實際網絡中,CAN總線網絡中某一節點在差分電平為0.9V時,依然判斷為隱性,則出現位邏輯判斷錯誤,進而導致節點發出錯誤幀,使總線陷入網絡故障狀態。

解決方案:如在CAN網絡節點準入階段,對每個節點進行顯性閾值測試,利用電壓源將差分電壓升高至0.9V,,保證所有節點在此差分電壓都能判斷為顯性,并且停止發送報文,將減少該總線故障問題出現,并且減輕CAN總線網絡調試的工作量。

因此,為了保證CAN總線穩定,必須進行對整車網絡進行CAN一致性測試。那作為CAN總線網絡整體設計者,CAN一致性測試內容有哪些,如何通過CAN一致性測試進行保證CAN總線的穩定?

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,大部分的主機廠都有CAN總線網絡測試規范,主要內容包括物理層、鏈路層以及應用層。

  • 物理層:通信介質的物理特性,如幅值、邊沿時間等,是最重要的部分。

  • 鏈路層:規定在介質上傳輸的排列和組織,如幀結構;

  • 應用層:在用戶、軟件、網絡終端之間進行信息交換,客戶自定義內容較多。

物理層在介質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,因為主機廠的整車網絡設計不同,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總線工程師只能采用手動搭建測試平臺并進行逐項測試,主要通過CAN卡采集報文數據,以及通過示波器進行測試波形,進而達到測試位時間、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小時乃至1天時間。

手動測試架構搭建

ZLG致遠電子即將發布的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CAN一致性測試標準,全自動化實現CAN總線一致性測試,為主機廠及零部件企業建立CAN總線測試及保障體系。另外,CANDT還可以根據測試結果進行輸出測試報告,作為主機廠準入依據,大大降低主機廠在網絡調試環節的工作量,并保證整車CAN網絡環境的穩定。

CANDT一致性測試系統架構


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原文標題:為什么主機廠愈來愈重視CAN一致性測試?

文章出處:【微信號:ZLG_zhiyuan,微信公眾號:ZLG致遠電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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