广州智维经济高效的汽车总线测试方案

关键词：汽车总线、CAN、LIN、FlexRay，MOST

集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，使汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等。如果仍采用常规布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目急剧增加，同时复杂电路也降低了汽车可靠性，增加了维修难度。为解决这一问题，并适应汽车功能不断增加、可靠性要求不断提高以及价格不断下降的趋势，越来越多的电子控制单元(ECU)将被引入到汽车工业中。目前，在高端汽车中一般会有50个以上的ECU。为了使这些ECU能够在一个共同的环境下协调工作，也为了进一步降低成本，人们设计了针对汽车通信网络的总线协议。

　　
目前，全世界有多达40多种车辆网络标准：控制区域网CAN、局部互联协议LIN(Local Interconnect Protocol)，正在发展中的汽车网络技术还有高速容错网络协议FlexRay，用于汽车多媒体和导航的MOST(Media Oriented System Transport，媒体定向系统传输)，以及与计算机网络兼容的蓝牙、无线局域网等无线网络技术。汽车通信网络还可以划分为四个不同的领域，车身控制系统、高安全的线控系统、低端控制系统和娱乐信息系统，每个领域都有其独特的要求。

　　
通过CAN、LIN、FlexRay、MOST等总线构建车载电子系统，测试工作是非常重要的一个环节。当通过串行总线进行通信时，产生的错误主要分为两种：(1)由于电气信号不稳定、电子干扰而导致的物理层错误；(2)由于控制芯片发出的信号不正确而导致的协议错误。广州智维电子科技有限公司的ＣＡＮ总线分析仪能很方便的对汽车ECU的信号进行测试，将该测试仪一端与ECU上相关总线接口相连接（如OBD口），另一端与电脑的通讯接口相连（如USB口），然后就可以对相应的ＣＡＮ总线信号进行读取和分析了（也有通过无线网络技术进行通讯的产品）。而电脑上又有专门的CAN总线信号分析软件，智维的CAN总线分析仪支持多种CAN总线分析软件如下表所示：（根据不同的型号可能有所差别）

智维的CAN总线分析仪有多种型号，可以分别支持USB ，PCI，PCMICA，ISA，以及PC104+等PC通讯接口，这些型号的接口又有单通道、双通道，四通道和高速、低速之分。

部分型号的产品通过MagiSync（专利技术）技术无需另外的硬件联接就可以自动实现多个接口之间精确的时钟同步，可以同时测的多个ECU的信号并进行对比分析。每个CAN消息最高可达到1μs的时间标签(time stamp) 精度。每秒可以处理高达消息数20000个。具有自动发送缓存器，在定义时间间隔内发送消息;有自动响应缓存器，在定义事件触发时发送消息。支持分析工具的“只听”模式；带标签的CAN通道，方便于识别多通道CAN总线的物理层；支持11位标识符(CAN 2.0A)的标准帧和29位标识符(CAN 2.0B active)的扩展帧等等优越性能为车载总线的开发测试提供了完整、优越、方便的解决方案。如下图：

CAN总线的控制器是根据CAN_H和CAN_L两根线上的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者必居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方，如下图所示：

在CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。总线空闲时，所有与总线相连的单元都可以开始发送新消息。两个以上的单元同时开始发送消息时，根据标识符(Identifier以下称为ID)决定优先级。ID并不是表示发送的目的地址，而是表示访问总线的消息的优先级。两个以上的单元同时开始发送消息时，对各消息ID的每个位进行逐个仲裁比较。仲裁获胜(被判定为优先级最高)的单元可继续发送消息，仲裁失利的单元则立刻停止发送而进行接收工作。在汽车总线系统中，ABS、SAS、ECM等单元就是通过这种总线规则协调工作，共同完成对汽车的控制。

对于CAN总线测试，首先要求能够捕捉到相应的波形。智维的总线分析仪提供了强大的触发功能，包括帧起始触发、ID/Data条件触发、远程帧/错误帧触发等，使工程师可以在帧通信开始、出现相应ID或数据(包括ID和数据的组合)、发送远程帧或错误帧时，及时捕捉到需要的波形，并且可以实时进行解码，并在解析窗口实时显示ID、Data所代表的信息，这样就可以非常直观地分析、监测总线上正在传送的数据内容；解析窗口显示序号、帧类型、时间、ID(或DBC数据库中定义的ID信息)、DLC、数据(或DBC数据库中定义的数据含义)、CRC校验、ACK等全部通信内容。