CAN一致性测试在于缩小CAN网路中节点差异,保证CAN网路的环境稳定,有效提高CAN网路的抗干扰能力。因此CAN节点的一致性测试就显得尤为重要。

随著新能源、智能网联等概念发展,车身CAN汇流排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。所以,CAN一致性测试已成为保证CAN网路安全运行的重要手段,CAN一致性测试内容覆盖了物理层、链路层、应用层等测试需求,如表1 CAN一致性测试内容(节选)所示;其中包括了输入阈值、输出电压、采样点、位宽容忍度重点测试项目。
表1 CAN一致性测试内容(节选)

一、输入阈值测试

阈值测试分为隐形输入电压阈值和显性输入电压阈值。节点Vdiff大于0.9V时必须识别显性,小于0.5V时必须识别隐性,在0.5V~0.9V之间,属于不确定区域,Vdiff≤0.5V时,节点可以正常发送报文,否则说明节点工作处于异常状态;Vdiff>0.9V时,节点必须停止发送,如果不停止,说明节点依然识别成隐性电平,存在电平判断的误判;所以对设备进行输入阈值测试显得尤为重要。测试目的在于检查 DUT 的 CAN_H 与 CAN_L 的显/隐性输入电压阈值是否遵守 ISO 11898-2 的定义。具体输入电压阈值标准如表2 ISO 11898-2 输入电压阈值标准所示。
表2 ISO 11898-2 输入电压阈值标准

1. 测试原理

在表2 ISO 11898-2 输入电压阈值标准所示的汇流排负载和共模电压条件下,按照图1 隐性输入电压测试原理和 图2 显形输入电压测试原理的测试原理进行隐/显性输入电压阈值测试。

图1 隐性输入电压测试原理

图2 显形输入电压测试原理

2. 判断依据

DUT 在 Vdiff≤0.5V(用户可自定义设置该范围) 时,可以正常发送报文。至少在 Vdiff>0.9V (用户可输入)的情况下,DUT 应该停止发送帧。二、输出电压测试CAN汇流排上面的信号幅值是接收节点能正确识别逻辑信号的保证;隐性状态下,若CAN_diff电压大于0.9V,则会使汇流排呈现持续显性状态,导致汇流排瘫痪;显性状态下,若CAN_diff电压低于1.5V,说明该节点驱动能力较弱,会导致显性电平判断错误,并且在强干扰环境容易出现电平翻转,导致汇流排故障;如图3 输出电压幅值引起错误所示。
图3 输出电压幅值引起错误

所以,每个厂家在产品投入使用前都要测试CAN节点DUT(被测设备)的输出电压幅值。测试目的就是检查DUT的CAN_H与CAN_L的隐性/显性输出电压是否遵守ISO11898-2的定义如表3 ISO11898-2输出电压标准为测试标准ISO 11898-2输出电压标准。
表3 ISO11898-2输出电压标准

1. 测试原理

在表3 ISO11898-2输出电压标准所示的汇流排负载条件下,按照图4 输出电压测试原理的测试原理进行输出电压测试。

图4 输出电压测试原理

2. 判断依据

如果测试结果符合表3 ISO11898-2输出电压标准中ISO 11898-2输出电压标准,则通过测试。三、采样点测试采样点是接收节点判断信号逻辑的位置,CAN通讯属于非同步通讯,需要通过不断的重新同步才能保证收发节点的采样准确;若采样点太靠前,则因为线缆原因,容易发生采样错误;若采样点太靠后,则因为SJW原因,会引起接收节点同步跳转宽度的调整(调整自身时钟进行匹配),调整不好就容易出现错误;所以对CAN节点进行采样点的测试显得尤为重要。采样点测试目的用于检查DUT发送的CAN报文信号的采样点是否遵守规范要求;

1. 测试原理启动CANstress接收报文干扰功能,如图5 CANstress接收报文干扰功能所示。从位时间的45%位置,每次干扰递增1%,直至100%;通过统计记录CANScope-Pro的错误报文,出现错误报文的干扰点则等于采样点。

图5 CANstress接收报文干扰功能

2. 判断依据

DUT发送的CAN报文信号的采样点应处于规范定义的范围内:75%≤SP≤83.4%。四、位宽容忍度测试容忍度表示波特率范围(位时间范围),调大容忍度可以利于接收其它节点的报文;采样点和容忍度是评价CAN节点适应性的重要因素。SJW(同步跳转宽度)决定了接收节点是否能有比较好的兼容性,如果接收节点SJW对波特率调整不好,就会导致位宽容忍度不足,出现错误;所以位宽容忍度测试也是保证信号稳定性的重要测试项目之一。

位宽容忍度测试用于检查DUT发送的CAN报文的位宽容忍度是否遵守 ISO 11898-2 的定义。

1. 测试原理使用位宽容忍度测试功能,如图6 位宽容忍度测试所示。以DUT波特率为标准,配置波特率偏差逐渐增加1%,向CAN网路发送报文;判断网路有无报文错误信息反馈,若有错误反馈,则结束测试,并判断结果是否在标准区间内。

图6 位宽容忍度测试

2. 判断依据

位宽容忍度范围应至少符合-4≤SJW≤4%(用户可设置该范围)。


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