廣州智維經濟高效的汽車總線測試方案

關鍵詞：汽車總線、CAN、LIN、FlexRay，MOST

集成電路和單片機在汽車上的廣泛應用，使汽車上的電子控制單元越來越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置和主動懸架等。如果仍采用常規布線方式，即電線一端與開關相接，另一端與用電設備相通，將導致車上電線數目急劇增加，同時復雜電路也降低了汽車可靠性，增加了維修難度。為解決這一問題，并適應汽車功能不斷增加、可靠性要求不斷提高以及價格不斷下降的趨勢，越來越多的電子控制單元(ECU)將被引入到汽車工業中。目前，在高端汽車中一般會有50個以上的ECU。為了使這些ECU能夠在一個共同的環境下協調工作，也為了進一步降低成本，人們設計了針對汽車通信網絡的總線協議。

　　
目前，全世界有多達40多種車輛網絡標準：控制區域網CAN、局部互聯協議LIN(Local Interconnect Protocol)，正在發展中的汽車網絡技術還有高速容錯網絡協議FlexRay，用于汽車多媒體和導航的MOST(Media Oriented System Transport，媒體定向系統傳輸)，以及與計算機網絡兼容的藍牙、無線局域網等無線網絡技術。汽車通信網絡還可以劃分為四個不同的領域，車身控制系統、高安全的線控系統、低端控制系統和娛樂信息系統，每個領域都有其獨特的要求。

　　
通過CAN、LIN、FlexRay、MOST等總線構建車載電子系統，測試工作是非常重要的一個環節。當通過串行總線進行通信時，產生的錯誤主要分為兩種：(1)由于電氣信號不穩定、電子干擾而導致的物理層錯誤；(2)由于控制芯片發出的信號不正確而導致的協議錯誤。廣州智維電子科技有限公司的ＣＡＮ總線分析儀能很方便的對汽車ECU的信號進行測試，將該測試儀一端與ECU上相關總線接口相連接（如OBD口），另一端與電腦的通訊接口相連（如USB口），然后就可以對相應的ＣＡＮ總線信號進行讀取和分析了（也有通過無線網絡技術進行通訊的產品）。而電腦上又有專門的CAN總線信號分析軟件，智維的CAN總線分析儀支持多種CAN總線分析軟件如下表所示：（根據不同的型號可能有所差別）

智維的CAN總線分析儀有多種型號，可以分別支持USB ，PCI，PCMICA，ISA，以及PC104+等PC通訊接口，這些型號的接口又有單通道、雙通道，四通道和高速、低速之分。

部分型號的產品通過MagiSync（專利技術）技術無需另外的硬件聯接就可以自動實現多個接口之間精確的時鐘同步，可以同時測的多個ECU的信號并進行對比分析。每個CAN消息最高可達到1μs的時間標簽(time stamp) 精度。每秒可以處理高達消息數20000個。具有自動發送緩存器，在定義時間間隔內發送消息;有自動響應緩存器，在定義事件觸發時發送消息。支持分析工具的“只聽”模式；帶標簽的CAN通道，方便于識別多通道CAN總線的物理層；支持11位標識符(CAN 2.0A)的標準幀和29位標識符(CAN 2.0B active)的擴展幀等等優越性能為車載總線的開發測試提供了完整、優越、方便的解決方案。如下圖：

CAN總線的控制器是根據CAN_H和CAN_L兩根線上的電位差來判斷總線電平。總線電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居其一。發送方通過使總線電平發生變化，將消息發送給接收方，如下圖所示：

在CAN協議中，所有的消息都以固定的格式發送。總線空閑時，所有與總線相連的單元都可以開始發送新消息。兩個以上的單元同時開始發送消息時，根據標識符(Identifier以下稱為ID)決定優先級。ID并不是表示發送的目的地址，而是表示訪問總線的消息的優先級。兩個以上的單元同時開始發送消息時，對各消息ID的每個位進行逐個仲裁比較。仲裁獲勝(被判定為優先級最高)的單元可繼續發送消息，仲裁失利的單元則立刻停止發送而進行接收工作。在汽車總線系統中，ABS、SAS、ECM等單元就是通過這種總線規則協調工作，共同完成對汽車的控制。

對于CAN總線測試，首先要求能夠捕捉到相應的波形。智維的總線分析儀提供了強大的觸發功能，包括幀起始觸發、ID/Data條件觸發、遠程幀/錯誤幀觸發等，使工程師可以在幀通信開始、出現相應ID或數據(包括ID和數據的組合)、發送遠程幀或錯誤幀時，及時捕捉到需要的波形，并且可以實時進行解碼，并在解析窗口實時顯示ID、Data所代表的信息，這樣就可以非常直觀地分析、監測總線上正在傳送的數據內容；解析窗口顯示序號、幀類型、時間、ID(或DBC數據庫中定義的ID信息)、DLC、數據(或DBC數據庫中定義的數據含義)、CRC校驗、ACK等全部通信內容。