本文導讀

新能源汽車行業的迅速發展，CAN匯流排問題日益突出，匯流排故障潛在問題極其嚴重。那麼，如何保證CAN匯流排穩定，為何主機廠愈來愈重視CAN一致性測試？
 
CAN一致性測試，就是要求整車CAN網路中的節點都滿足CAN匯流排節點規範要求，縮小CAN網路中節點差異，保證CAN網路的環境穩定，有效提高CAN網路的抗干擾能力。
 
那主機廠為什麼愈來愈重視CAN一致性測試呢？
 
 

一、整車CAN網路架構

 
以往的傳統車的CAN匯流排網路節點較少，如儀錶、發動機ECU等。但隨著新能源汽車行業發展，整車CAN網路中的節點演變得極為複雜，現在新能源汽車內部CAN節點已經高達60個，細分為多個CAN網路系統，如車身部含有空調、車門、導航等節點，安全系統又含有氣囊、引爆管等節點。
   
 

二、CAN匯流排不一致的危害

 
複雜的CAN網路，各個節點品質良莠不齊會對CAN匯流排網路存在較大的安全隱患，通常會因為其中某一個節點的錯誤進而影響整體匯流排正常運行，乃至導致整體匯流排的癱瘓。
 

1、匯流排癱瘓

 
比如一個CAN網路包含節點A、B、C，節點A差分電壓是1.2V，而節點B的差分電壓是2.0V，節點C差分電壓是1.8V。當整車CAN網路工作在強電磁干擾的環境下，環境的共模干擾串擾到CAN匯流排中會使節點A的差分電壓影響到0.9V以下，導致節點從顯性電平翻轉成為隱性電平，進而導致了節點A工作故障，頻繁發出錯誤幀。在CAN匯流排中，錯誤幀雖然不被接收，但是依然佔用匯流排傳輸時間，所以導致其他正常節點發送延遲或者無法發送，影響整車CAN匯流排正常運行環境。
 
解決方案：主機廠必須要求節點A、B、C的工作電壓必須要工作在1.8V，乃至2.0V，這個問題便得以解決。
   
 

2、串列傳輸速率不一致導致CAN網路系統死機

 
位元時間（位元寬）和串列傳輸速率是CAN匯流排通訊的最基本要素。位時間=1/串列傳輸速率，比如串列傳輸速率是500k，那位時間是2us。在相同的CAN匯流排採樣頻率下，當某一個節點的位時間發生抖動時，即位時間為1.8us或者2.2us，將導致採樣點的邏輯判斷出現異常，出現匯流排錯誤，導致CAN網路系統死機。
 
解決方案：在CAN網路准入階段，如果對接入網路的節點進行規範化，每個節點的位時間必須滿足t=2us±3%，那麼CAN網路的位元時間將高度一致，則可以從CAN匯流排實體層進行規避該問題。
   

3、顯性閾值電平錯誤判斷導致整車網路故障

 
通常而言，CAN匯流排判斷顯隱性的機制如下：在差分電平大於0.9V時，為顯性電平；而在小於0.5V時，為隱性電平，其中在05V至0.9V之間為不確定區域。但在實際網路中，CAN匯流排網路中某一節點在差分電平為0.9V時，依然判斷為隱性，則出現位元邏輯判斷錯誤，進而導致節點發出錯誤幀，使匯流排陷入網路故障狀態。
 
解決方案：如在CAN網路節點准入階段，對每個節點進行顯性閾值測試，利用電壓源將差分電壓升高至0.9V，，保證所有節點在此差分電壓都能判斷為顯性，並且停止發送報文，將減少該匯流排故障問題出現，並且減輕CAN匯流排網路調試的工作量。
  因此，為了保證CAN匯流排穩定，必須進行對整車網路進行CAN一致性測試。那作為CAN匯流排網路整體設計者，CAN一致性測試內容有哪些，如何通過CAN一致性測試進行保證CAN匯流排的穩定？
 

 

三、CAN一致性測試內容及解決方案

 

1、CAN一致性測試內容

 
在國內，大部分的主機廠都有CAN匯流排網路測試規範，主要內容包括實體層、鏈路層以及應用層。

• 實體層：通信介質的物理特性，如幅值、邊沿時間等，是最重要的部分。
• 鏈路層：規定在介質上傳輸的排列和組織，如幀結構；
• 應用層：在使用者、軟體、網路終端之間進行資訊交換，客戶自訂內容較多。

 
實體層在介質的物理特性方面的規定，主要源自於標準ISO 11898，該部分標準高度一致。而鏈路層和應用層方面，因為主機廠的整車網路設計不同，其應用層測試各不一致。
   
 

2、CAN一致性測試方案

 
CAN一致性測試工具包含CAN卡、示波器、電源等設備，當前國內CAN匯流排工程師只能採用手動搭建測試平臺並進行逐項測試，主要通過CAN卡採集報文資料，以及通過示波器進行測試波形，進而達到測試位時間、幅值、位元寬等目的，但是測試方案效率較低，一般完成整體CAN一致性測試專案需要10小時乃至1天時間。
   


ZLG致遠電子即將發佈的CANDT一致性測試系統基於CANScope底層分析能力，集成示波器、電源等必要設備，可覆蓋主機廠CAN一致性測試標準，全自動化實現CAN匯流排一致性測試，為主機廠及零部件企業建立CAN匯流排測試及保障體系。另外，CANDT還可以根據測試結果進行輸出測試報告，作為主機廠准入依據，大大降低主機廠在網路調試環節的工作量，並保證整車CAN網路環境的穩定。