一種車用CAN總線測試平臺的研發(fā)與應(yīng)用

　　數(shù)學(xué)建模法是建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,用演繹推理求解,該模型用數(shù)學(xué)形式表示系統(tǒng)的特性和行為,并利用計算機協(xié)助運算,來分析網(wǎng)絡(luò)的性能。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)構(gòu),作一些合理的近似和假設(shè),建立一些粗略的關(guān)系表達式,來表示各個參量之間的關(guān)
系。

　　網(wǎng)絡(luò)一致性測試就是測試一個應(yīng)用裝置是否兼容一個給定的規(guī)范或協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議制定完成之后,各開發(fā)單位就會根據(jù)協(xié)議各自對組件進行獨立的開發(fā),當不同組件構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時,不同開發(fā)單位的組件可能不能正常地通信。一致性測試就是測試不同廠商生產(chǎn)上的組件是否能正常地通信,通過經(jīng)驗選擇進行有限數(shù)量的獨立實驗來完成。一致性測試工具順序化、結(jié)構(gòu)化地對一致性測試協(xié)議中描述的內(nèi)容進行測試,測試內(nèi)容可以按實時性的要求級別進行分類。在汽車的應(yīng)用上,有些測試已經(jīng)成為國際標準,例如ISO 16845 描述了CAN 的一致性測試。

　　直接測試分析,是在真實CAN 總線上借助測試設(shè)備進行系統(tǒng)性能評估。評價總線系統(tǒng)核心性能的主要指標有:總線的傳輸速率;總線吞吐量;總線利用率;消息的傳輸延時時間;節(jié)點ECU 的通訊負載;總線的EMC 特性。

　　CAN 分析工具多種多樣, 從最低端的RS232CAN 分析儀到Vector 公司的一系列CAN 測試及仿真設(shè)備,都可以對CAN 網(wǎng)絡(luò)進行測試。它們的主要特點是分析總線上運行的數(shù)據(jù)。

　　以上三種評價方法都具有不同的特點,各自又有一定的局限性。模型仿真與具體實施存在較大的差距,這種差距有可能使仿真結(jié)果無法具體物理實現(xiàn)。利用具有嚴格時間規(guī)則的計算機軟件仿真節(jié)點來代替總線上存在的無序消息的真實節(jié)點進行的部分仿真,其局限性是顯然的。目前已有的網(wǎng)絡(luò)測試產(chǎn)品僅限于對總線上運行的數(shù)據(jù)進行分析,與具體系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性不大。

CAN 總線實時仿真測試平臺的研發(fā)與應(yīng)用

　　目前已有的測試工具不能方便地對一個分布式實時控制網(wǎng)絡(luò)的CAN 通訊進行全方位的評價。為此,我們提出了網(wǎng)絡(luò)在環(huán)的設(shè)計思想,開發(fā)了CAN總線實時仿真測試系統(tǒng)。整個系統(tǒng)在自己研發(fā)平臺的基礎(chǔ)上,運用國外已有的先進總線測試工具的產(chǎn)品,可對CAN 總線通訊網(wǎng)絡(luò)性能、單個ECU 通訊功能進行分析、測試及評價。
CAN總線實時仿真測試平臺的研發(fā)

　　CAN 總線測試平臺拓撲結(jié)構(gòu)如圖1 所示,它由實時仿真節(jié)點、待測節(jié)點和運行在PC 上的相關(guān)軟件組成。其中實時仿真節(jié)點由微處理器與PhilipsSJA100 CAN 控制器構(gòu)成的真實結(jié)點,通過RS485 接收運行在PC 機上配置與監(jiān)控軟件發(fā)送的配置信息,仿真某一特定ECU 的通訊功能,定時向總線上發(fā)送特定的信息,從總線上接收信息,并上傳其運行狀態(tài);待測節(jié)點為真實網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的ECU 節(jié)點;在PC 機上運行一些相關(guān)的測試軟件, 如: CANoe 、CANScope 以及仿真結(jié)點配置軟件與監(jiān)控軟件。該測試平臺可測試系統(tǒng)的各項指標,如總線負載、發(fā)送延遲、錯誤統(tǒng)計、MCU 的通訊負載分析及各種干擾對總線的影響等。