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        車用CAN總線測試平臺的研發與應用

        作者: 時間:2011-06-29 來源:網絡 收藏

        實時仿真的研發

        拓撲結構如圖1 所示,它由實時仿真節點、待測節點和運行在PC 上的相關軟件組成。其中實時仿真節點由微處理器與PhilipsSJA100 控制器構成的真實結點,通過RS485 接收運行在PC 機上配置與監控軟件發送的配置信息,仿真某一特定ECU 的通訊功能,定時向上發送特定的信息,從總線上接收信息,并上傳其運行狀態;待測節點為真實網絡系統中的ECU 節點;在PC 機上運行一些相關的測試軟件, 如: CANoe 、CANScope 以及仿真結點配置軟件與監控軟件。該可測試系統的各項指標,如總線負載、發送延遲、錯誤統計、MCU 的通訊負載分析及各種干擾對總線的影響等。


        CANoe 是進行CAN 通訊網絡監測和分析的工具,同時具有強大的系統仿真功能。CANoe 可以建立系統的仿真結構與節點、消息及信號的數據庫,通過采用其編程語言CAPL 可以進行節點仿真,對總線上的數據能進行動態的跟蹤并能顯示統計信息。它能夠測量的總線數據有:總線負載,峰值負載,總線的各種幀數據和幀數統計,在PC 上消息發送與接收延時。

        波形的質量決定了數據傳輸的可靠性,所以要對CAN 總線的物理層進行評價,評價傳輸介質、總線CAN 收發器、終端電阻的分布影響。CANscope 網絡示波器就是CAN 物理層分析工具。它通過串行總線與PC 相連,記錄模塊能數字化CAN 總線上的消息并儲存以便采用軟件進行分析,前觸發模式可以捕捉一幀CAN 消息或一個錯誤幀的前后相鄰數據。分析軟件顯示總線電壓值、差分電壓值及填充位隨時間的變化。在跟蹤窗口中可以顯示CAN 消息幀、消息幀的各個組成部分以及錯誤幀。

        CAN 網絡具有很強的錯誤處理能力,當網絡中的節點遭受嚴重干擾時,它能自動脫離總線,從而不會影響整個網絡的信息交互。ISO11519-2 規定了CAN 總線對于節點失靈的容錯能力,因此要根據要求測量CAN 網絡對于干擾或者節點失靈情況的容錯能力。為了測試在受到干擾或者節點失靈的情況下網絡是否還能正常工作,CANstress 模擬總線干擾工具可以直接聯入CAN 總線上,通過軟件控制,可以模擬出各種不同的干擾和失靈情況,以便觀察網絡在干擾和失靈情況下的運行情況。它有兩種工作方式,一種是破壞節點上發送的消息來測試網絡的抗干擾能力。另一種方式是設置外部設備來模擬發生故障的節點。

        CAN總線實時仿真測試平臺的應用

        應用該平臺可對系統的通訊能力進行評估,可測試系統的各項指標,如總線負載、峰值負載、總線的各種幀數據和幀數統計、發送延遲、錯誤統計、MCU 的通訊負載分析及各種干擾對總線的影響等。同時可對CAN 總線的物理層和網絡拓撲結構進行評價與優化,評價傳輸介質、總線CAN 收發器、終端電阻的分布影響。

        下面是幾個對單個ECU 通訊功能、系統的網絡拓撲結構以及通訊介質選擇的測試實例。通過測試,可以進一步改進整個網絡系統的性能。

        (1) 單個ECU 通訊部分實時性的對比測試
        該測試的目的是觀察相關軟件功能對消息延時的影響,圖2 所示為消息發送周期軟件修改前后對比圖。通過測試發現某條消息的延時比較大,通過軟件進一步優化可以消除延時現象。



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