CAN總線系統測試技術簡介

圖2 CAN總線測試系統

在系統中被測單元與模擬被測單元應用背景的仿真器相連，通過仿真器可以模擬出被測單元在真實應用中的運行環境。而被測系統的CAN線則通過CAN硬件接口連接到測試軟件CANoe上，CANoe還可通過IO接口電纜IOcab獲取被測單元的IO信號。

被測單元的供電則由供電系統提供給仿真器，再由仿真器提供給被測系統，與真實系統的供電模式相同。CANoe軟件可以通過其接口來控制供電系統，從而可以方便的改變被測單元的供電電壓，實現CAN總線測試環境。

測試過程中，使用Vector公司提供的干擾儀CANstress，以制造出測試所需的干擾信號以及總線故障等測試環境。而系統中所連接的網絡示波器CANscope可以在物理層測試中捕捉CAN總線的物理信號。

在測試過程中，Vector提供的測試軟件CANoe可以觀測總線通訊的報文以及信號，并檢測總線的錯誤幀、總線負載率等信息。另外，CANoe還提供了測試軟件包，能夠使用擴展的編程功能編寫測試流程,控制CANstresss、CANscope等工具，并支持XML編寫的測試腳本，實現自動化測試流程，將測試結果自動生成XML和HTML測試報告。

3 CAN網絡測試案例

根據上述的CAN網絡測試系統，進行了物理層的采樣點測試。測試結果如圖3所示。

圖3 (a)所示為被測單元正常通訊情況下，使用CANscope捕捉到數據場第一個隱性位。使用CANstress將該位75%后干擾為顯性電平，使用 CANscope捕捉總線報文，沒有出現錯誤幀，如圖3(b)所示。同樣條件下，將該位68.75%后的電平干擾為顯性位，使用CANscope捕捉總線報文，出現了錯誤幀，如圖3(c)所示。由此可以得出結論，被測單元的采樣率為75%。

(a)無干擾情況下的位電平

(b)干擾電平在75%后-無錯誤幀

(c)干擾電平在68.75%后-有錯誤幀

圖3 采樣點測試

圖4所示為應用層測試中，CAN-H線與電源短路測試的測試結果。圖4(a)所示為使用CANstress將CAN-H線設置為與電源短路。圖4(b)所示為CANoe在該測試過程中總線的通訊情況，在被測條件下總線沒有出現錯誤幀。使用CANscope觀測，由于CAN-H與電源短路，CAN-H電平表現為恒高，而差分電平信號仍足夠保證CAN總線的正常通訊，因此沒有出現錯誤幀。

(a)CANstress設置CAN-H與電源斷路

(b)CANoe檢測網絡無錯誤幀

(c)CANscope觀測總線電平情況

圖4 CAN-H與電源斷路情況下的系統通訊測試

4 總結

隨著CAN總線在國內應用的日益廣泛，CAN總線測試技術將越發重要。CAN總線測試規范是CAN總線測試的核心，需要根據相關的CAN協議規范以及CAN總線設計需求進行制定。另外，在缺乏統一測試規范以及參考資料的條件下，還需要在CAN總線開發過程中積累經驗，逐步制定并完善CAN總線的測試規范。國外先進的CAN總線設計及測試工具也可以促進CAN總線測試能力迅速形成。

參考文獻

[1] 鮑官軍, 等. CAN總線技術、系統實現及發展趨勢. 浙江工業大學學報. 2003(1)

[2] Bosch. CAN Specification V2.0. 1991

[3] Siegfried Beeh. Testing with CANoe. Vector Congress. 2004