基于CAN總線的嵌入式汽車電子測試系統

摘要：為滿足汽車廠商對于汽車電子產品的測試需求，提出了基于CAN總線和嵌入式技術的汽車電子檢測系統的實現方法。以USB車載音頻娛樂系統的測試儀器為例對該方法進行了具體解釋，首先給出了硬件設計的基本結構，重點描述了CAN總線控制器和驅動器的電路設計；其次說明了軟件設計的分層結構，采用Wince作為儀器的操作系統，具體分析了CAN總線驅動程序在Wince中的實現；最后描述了上層應用程序的具體流程。USB部件測試儀器已成功應用于現場生產中，并取得了良好效果，實踐表明，該測試方法是一種有效的解決方案，可以滿足汽車廠商的測試需求。
關鍵詞：汽車電子；CAN總線；嵌入式系統；測試儀器

汽車產業是國家的支柱產業，電子產業也是國家的支柱產業，作為汽車產業和電子產業的交集，汽車電子零部件產業的興衰與國民經濟息息相關。目前，我國汽車的產量逐年攀高，民族汽車品牌在自身不斷成長的同時，也迫使國際汽車公司或合資公司不得不降低生產成本，實施汽車電子零部件國產化戰略，這就為我國汽車電子產業化的發展提供了良好的機遇。
前裝汽車電子產品除了其復雜的功能要求外，對于實時性、安全性、可靠性和環保性等的要求都非常嚴格，并且汽車廠商都具有自己相關的執行檢測標準和生產流程規范，因此為前裝汽車電子產品配套研發相應的故障檢測系統是非常必要的。

1 系統設計方案
1．1 設計依據
CAN總線作為一種串行汽車總線，具有結構簡單、可靠性高、技術成熟等優點，目前已在汽車領域廣泛應用。前裝汽車電子產品一定遵循特定車型的CAN通信協議，整車幾乎全部的控制和狀態信息都依賴CAN總線傳輸，通過采集和分析CAN總線上的信號，便可準確獲得各個部件的工作狀態和實時參數，這就是汽車電子測試系統的基本依據。
汽車廠商對測試儀器的一般要求包括實時性、可靠性、便攜式以及友好的人機交互等。嵌入式系統由于其靈活的軟硬件設計、良好的可靠性和實時性、較低的功耗等特點，完全可以滿足廠商對于測試儀器的要求。因此，基于CAN幀測試和采用嵌入式設計是汽車電子測試系統的有效解決方案。
1．2 實現方案
嵌入式汽車電子測試系統，一般選擇性能比較好的32位微處理器，比如ARM處理器，在硬件設計上包括嵌入式系統通用的電源模塊、存儲模塊、人機交互模塊等，基于CAN總線通訊必須設計相應的CAN總線通信模塊，在該模塊中通常由兩部分組成，一部分是CAN控制器，用于實現CAN總線的數據鏈路層協議；另一部分是CAN驅動器用于實現CAN總線的物理層。系統的基本結構圖如圖1所示。

汽車電子測試儀器一般要求具備友好的人機交互，對界面設計的要求比較高，因此在軟件設計中宜采用分層的軟件設計方法，一般情況下需要移植相關的嵌入式操作系統，目前常用的嵌入式操作系統主要有Linux、Wince等。軟件的設計流程主要包括操作系統移植、驅動程序編寫、應用程序設計3個階段。移植合適的嵌入式操作系統，為軟件的開發搭建好開發平臺；開發相關的驅動程序來支持硬件設備，為應用軟件訪問硬件提供接口，在CAN的模塊中，一般需要開發支持控制器和驅動器的驅動程序，以便于和汽車電子產品通信；應用程序是最上層的軟件，直接面對用戶，為用戶使用提供友好的交互。