由于CAN总线各节点质量的不一致而引发的系统瘫痪、错误、死机等问题,会严重影响车辆的安全性,主机厂对CAN一致性的关注度也越来越高,本文将针对CAN一致性测试进行探讨。
CAN一致性测试概述——来源
如图1所示,随着新能源、智能网联等概念发展,新能源CAN网络节点高达50个,车身CAN总线环境变得复杂及紊乱,CAN节点质量不稳定给主机厂安全性带来极大威胁。V型开发流程中,零部件没有进行物理层测试就直接给主机厂供货,引发了大量后期维护、安全等问题。所以,CAN总线必须进行CAN一致性测试。
图1 新能源汽车CAN网络
CAN一致性测试缺失的危害
隐患1:采样点不一致
网络中节点采样点的不一致会导致同样的采样频率出现采样错误,进而使整车网络出现故障问题,影响整车环境稳定。
隐患2:位时间不一致
位时间=1/波特率,当某节点位时间不一致时,会发生采样错误,错误帧长时间占用总线,导致CAN总线网络瘫痪。
当幅值过低时,CAN节点会因为干扰导致幅值下降到0.9V以下,从而出现位翻转现象,导致CAN总线错误乃至死机。
隐患4:边沿过缓
显性电平通过电阻电容进行放电,但阻抗匹配影响下降沿的快慢程度。下降沿过缓时,将导致位时间异常,引发总线错误。
1、CAN一致性测试内容
CAN一致性测试主要分为物理层、链路层、应用层三大部分测试内容。在整车网络调试中,各节点遵循CAN一致性测试是保证总线的稳定运行的重要前提,当前CAN一致性测试已经电动汽车行业的必然趋势!
物理层:通信介质的物理特性,如幅值、边沿时间等,是最重要的部分;
链路层:规定在介质上传输的排列和组织,如帧结构;
应用层:在用户、软件、网络终端之间进行信息交换,客户自定义内容较多。
下图为CAN一致性测试内容(节选)
2、CAN一致性测试当前解决方案
市场现状:主机厂和零部件以主机厂标准为主,行业的检测权威停留在主机厂层面,没有检测机构和国家标准进行高度规范。
致远电子CANDT一致性测试系统
1、CAN一致性测试系统——CAN总线保障体系
虽然国内主要以主机厂标准为主,各不一致,但是物理层测试内容早已被ISO11898详细规定,国内主机厂标准溯源主要是来自于ISO11898。
3、CAN一致性自动化测试——判断依据
最终的判断是根据测试结果与测试标准进行对比,进而判断内阻测试是否通过。
4、详细测试报告导出
测试完成后,用户可导出自动化测试报告,对于不通过的测试项目一目了然。根据测试报告,还可以跟踪测试条目的标准出处、测试步骤以及判断依据等。主机厂可以依据此报告评估CAN节点质量,作为主机厂准入依据。
5、CAN总线保障检测及故障定位
CAN一致性测试系统中集成了具备物理层深入分析能力的CANScope分析仪,对于没有通过的测试项等错误问题,用户可CANScope对测试不通过的待测DUT进行物理层测试,精准定位分析故障原因:
记录错误帧出现;
报文定位到波形;
6、保障整车CAN网络安全
新能源汽车CAN节点在通过一致性测试后,质量高度一致,避免了CAN节点良莠不齐带来的安全隐患问题,从而保证了整车CAN网络的安全统一。
物理层测试的目的是验证节点及测试系统在电路设计、物理电平特性等方面的性能,就是保证节点能够正确连入总线的基础,其测试内容包括电阻电容特性、节点差分电阻、故障容错测试、CAN线上的物理电平特性等等。
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