汽車CAN/LIN總線系統(tǒng)測(cè)試的關(guān)鍵是測(cè)試流程、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試工具，掌握專業(yè)的總線分析和測(cè)試工具的使用技術(shù)，開(kāi)發(fā)測(cè)試軟件并將它們應(yīng)用到測(cè)試過(guò)程是對(duì)中國(guó)汽車廠家和汽車工程師的重大挑戰(zhàn)，本文介紹CAN/LIN總線設(shè)計(jì)、仿真、分析和測(cè)試工具。

　　恒潤(rùn)提供CAN/LIN總線測(cè)試方案和在這些工具平臺(tái)之上的測(cè)試軟件開(kāi)發(fā)咨詢服務(wù)，幫助客戶進(jìn)行CAN/LIN總線方面的測(cè)試。這些工具包括用于CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電控單元仿真和測(cè)試的工具CANoe;記錄、評(píng)價(jià)CAN總線信號(hào)電平的工具CANscope;CAN總線干擾生成工具CANSTress;CAN總線數(shù)據(jù)記錄器CANlog.

　　汽車總線測(cè)試流程

　　概括的講，汽車總線的測(cè)試流程主要包括四個(gè)階段：

　　1. 制訂測(cè)試計(jì)劃。制訂測(cè)試計(jì)劃是測(cè)試開(kāi)始前必須的工作，包括了測(cè)試需要達(dá)到的目標(biāo)，使用的資源、遵從的標(biāo)準(zhǔn)以及工具等方方面面，是測(cè)試順利實(shí)施的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容有：目標(biāo)；總體測(cè)試策略；測(cè)試的完整性需求；具體規(guī)則（如何時(shí)停止測(cè)試）；資源需求；職責(zé)（如測(cè)試用例設(shè)計(jì)，執(zhí)行，檢查）；測(cè)試用例庫(kù)；測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；工具（CANoe, CANscope, CANstress, CANlog）；測(cè)試軟/硬件配置；系統(tǒng)集成計(jì)劃。

　　2. 測(cè)試用例。測(cè)試用例的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，既需要直覺(jué)又需要專門技術(shù)。

　　3. 測(cè)試向量。包括測(cè)試向量和分解每一個(gè)測(cè)試用例。

　　4. 測(cè)試過(guò)程。經(jīng)過(guò)授權(quán)的專業(yè)人員系統(tǒng)地執(zhí)行測(cè)試。測(cè)試步驟如下：1）。單元測(cè)試（White Box, Glass Box, check code correctness;2）。集成測(cè)試（Bottom Up, Top Down, Big Bang, Sandwich;3）。功能測(cè)試（Black Box, per specification,component.

　　測(cè)試工具主要包括軟件測(cè)試環(huán)境和和輔助的硬件測(cè)試工具兩部分。

　　軟件測(cè)試環(huán)境

　　在汽車總線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)和測(cè)試過(guò)程中，主要應(yīng)用的軟件測(cè)試環(huán)境是CANoe. CANoe （CAN Open Environment）是德國(guó)VECTOR公司開(kāi)發(fā)的功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具。它能支持總線開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程-

　　從最初的設(shè)計(jì)、仿真到最終的分析測(cè)試和產(chǎn)品的售后服務(wù)。CANoe 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試的無(wú)縫集成，其開(kāi)發(fā)、測(cè)試流程如圖1所示。

圖1:利用CANoe進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和測(cè)試流程。

　　1. 通訊設(shè)計(jì)/模型生成。新工程的第一個(gè)任務(wù)就是在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義通訊矩陣，然后是在CANoe中生成模型。

　　2. 通訊確認(rèn)。支持的通訊確認(rèn)包括系統(tǒng)的功能分配、功能測(cè)試和整個(gè)系統(tǒng)的集成。

　　3. 剩余總線仿真/功能測(cè)試。剩余總線仿真向總線系統(tǒng)產(chǎn)品供應(yīng)商提供了理想的測(cè)試環(huán)境。使他們既可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試，又可以高效地進(jìn)行電控單元、模塊和集成測(cè)試。此外用戶還可以在osCAN庫(kù)（osCAN Library）的幫助下直接運(yùn)行CAN控制器代碼。

　　4. 測(cè)試。CANoe通過(guò)特殊功能“測(cè)試特性設(shè)置”支持ECU和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。有了這些功能，就可以創(chuàng)建各種測(cè)試。例如驗(yàn)證單個(gè)開(kāi)發(fā)步驟的測(cè)試，檢查原型，執(zhí)行蛻變測(cè)試和兼容性測(cè)試。此外，包含在測(cè)試服務(wù)庫(kù)中的檢查和仿真功能可以簡(jiǎn)化測(cè)試環(huán)境的設(shè)置和執(zhí)行。

　　5. 診斷。CANoe可以分析KWP2000診斷通訊。診斷控制臺(tái)（診斷特性設(shè)置的一部分）通過(guò)基于CANdelaStudio的診斷描述文件提供了對(duì)所有診斷服務(wù)的交互訪問(wèn)。診斷請(qǐng)求可以被選擇、參數(shù)化，并顯示出來(lái)。故障存儲(chǔ)器控制臺(tái)提供了對(duì)某個(gè)ECU故障存儲(chǔ)器簡(jiǎn)便、快捷的訪問(wèn)。因此，所有參數(shù)都以符號(hào)進(jìn)行顯示。

圖2:測(cè)試系統(tǒng)示意圖

　　6. 分布式開(kāi)發(fā)/集成。對(duì)于涉及多個(gè)供應(yīng)商的工程，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立并行開(kāi)發(fā)。

　　硬件測(cè)試工具

　　在CAN/LIN總線網(wǎng)絡(luò)測(cè)試過(guò)程中，借助其它的測(cè)試工具，會(huì)進(jìn)一步加快測(cè)試過(guò)程。這些硬件測(cè)試工具包括（如圖2所示）：

　　1. 記錄和評(píng)估CAN總線電平的測(cè)量設(shè)備CANscope CANscope提供了強(qiáng)健的記錄模塊和易于使用的評(píng)估軟件。記錄模塊通過(guò)RS-232和USB連接到PC.可以分析各種因素對(duì)總線特性的影響：電纜類型和長(zhǎng)度、總線驅(qū)動(dòng)器和終端、不同故障形式、EMC等。對(duì)于目標(biāo)調(diào)試，可以設(shè)定各種觸發(fā)條件。例如當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)特定的CAN報(bào)文或出現(xiàn)錯(cuò)誤幀，總線電平超過(guò)正常水平或低于正常水平就會(huì)觸發(fā)記錄進(jìn)程，觸發(fā)環(huán)境被完整記錄下來(lái)，比較電壓曲線。

　　2. CAN網(wǎng)絡(luò)干擾生成工具CANstress CAN網(wǎng)絡(luò)對(duì)于總線通訊的擾動(dòng)和故障具有很強(qiáng)的抗干擾能力。為了測(cè)試系統(tǒng)在干擾和故障情況下是否能夠正常工作，需要能夠產(chǎn)生CAN總線干擾的設(shè)備。CANstress就是供開(kāi)發(fā)和測(cè)試者使用的綜合性CAN總線干擾生成工具。該設(shè)備能夠以可以復(fù)現(xiàn)的方式對(duì)總線的物理特性和邏輯電平施加干擾。 CANstress是手持式硬件模塊。它可以直接插入CAN總線。它包含靈活的觸發(fā)和干擾邏輯。它包含大量的通過(guò)軟件控制的電阻。它們可以用來(lái)構(gòu)成總線上的電阻系列，總線間的連接電阻，電極間的連接電阻。 CANstress支持的故障形式和測(cè)試模式包括：總線故障仿真，CAN系統(tǒng)故障，CAN控制器干擾，可編程短路和掉電等。在總線間插入可編程靜態(tài)電容可以用于仿真各種總線長(zhǎng)度。

　　3. CAN系統(tǒng)可編程記錄器CANlog 3 通過(guò)下載不同的配置，可編程記錄器CANlog 3能夠接受、保存和評(píng)價(jià)來(lái)自不同CAN總線的報(bào)文。 CANlog 3可以支持4個(gè)CAN通道。通過(guò)相應(yīng)的接口，可以按照用戶需求進(jìn)行通道分配。允許的工作電壓范圍5~45伏，符合汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

解決方案特性

　　恒潤(rùn)的CAN/LIN總線開(kāi)發(fā)、測(cè)試工具是由德國(guó)Vector Informatik公司提供的。Vector公司是基于CAN/LIN電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)工具的領(lǐng)導(dǎo)廠商。Vector公司的解決方案和開(kāi)發(fā)工具產(chǎn)品深受國(guó)際知名汽車廠商和汽車電子供應(yīng)商的信賴。

　　1. 汽車總線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)和測(cè)試一體的解決方案

　　從上述介紹可以看出，該解決方案具有最初的產(chǎn)品設(shè)計(jì)可發(fā)和測(cè)試能力，為汽車行業(yè)CAN/LIN總線開(kāi)發(fā)提供了從設(shè)計(jì)、仿真、到分析和測(cè)試的功能強(qiáng)大的全方位解決方案。實(shí)現(xiàn)了開(kāi)發(fā)工具在各個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)的無(wú)縫集成。在測(cè)試過(guò)程中，可以采用兩種測(cè)試方式：交互測(cè)試（人工測(cè)試）和自動(dòng)測(cè)試（無(wú)人監(jiān)督）。在交互測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試者可以交互地啟動(dòng)/重啟某個(gè)測(cè)試過(guò)程，或者為測(cè)試提供輸入激勵(lì)；在自動(dòng)測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)預(yù)先配置，可以自動(dòng)啟動(dòng)/停止和執(zhí)行測(cè)試過(guò)程，按定義的方式執(zhí)行。在兩種測(cè)試方式下，測(cè)試過(guò)程結(jié)束可以生成HTML/XML測(cè)試報(bào)告，記錄準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

圖3:顯示界面和儀表庫(kù)。

　　2. 友好的用戶界面和圖形化的顯示方式

　　該系統(tǒng)的軟件測(cè)試環(huán)境提供了友好的用戶界面和圖形化的顯示方式。提供了圖形化顯示功能模塊和評(píng)估模塊。在測(cè)試過(guò)程中，顯示每條報(bào)文的中的不同信號(hào)的數(shù)值，總線上所有活動(dòng)的列表， 包括報(bào)文、錯(cuò)誤幀和超載幀；總線統(tǒng)計(jì)表顯示報(bào)文速率，錯(cuò)誤率，總線負(fù)載和CAN控制器狀態(tài)。另外，針對(duì)汽車應(yīng)用，提供了相應(yīng)的儀表庫(kù)，模擬真實(shí)的駕駛室內(nèi)儀表顯示。如圖3所示。

　　3. 支持多種總線協(xié)議

　　通過(guò)與相應(yīng)的模塊配合，該測(cè)試環(huán)境支持多種總線協(xié)議的仿真和測(cè)試，如CAN總線、LIN總線、MOST和Flexray總線，支持的總線協(xié)議有J1939、ISO11783、CANopen、DeviceNet等。

　　4. 良好的擴(kuò)展性

　　該系統(tǒng)同樣具有良好的兼容性和擴(kuò)展性。在測(cè)試的過(guò)程中，根據(jù)需要，可以增加額外的測(cè)試工具，如Ipetronik.等，進(jìn)一步拓寬了其應(yīng)用范圍。

圖4:測(cè)試案例實(shí)現(xiàn)了CAN總線座椅控制自動(dòng)測(cè)試。

　　應(yīng)用案例

　　圖4所示的測(cè)試案例實(shí)現(xiàn)了CAN總線座椅控制自動(dòng)測(cè)試。測(cè)試工程師只要啟動(dòng)測(cè)試，測(cè)試軟件就按照事先編好的測(cè)試流程逐項(xiàng)進(jìn)行功能測(cè)試和通訊測(cè)試，并記錄整個(gè)測(cè)試過(guò)程并報(bào)告測(cè)試結(jié)果。功能測(cè)試包含頭枕高度調(diào)整，座椅高度調(diào)節(jié)，座椅前后位置調(diào)整，座椅傾角調(diào)整和報(bào)文功能測(cè)試。通訊測(cè)試則包含啟動(dòng)測(cè)試，請(qǐng)求/響應(yīng)測(cè)試和報(bào)文周期精度測(cè)試。在測(cè)試的過(guò)程中，以圖形化的方式顯示當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)信息和測(cè)試流程。

　　本文小結(jié)

　　測(cè)試流程、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試工具是進(jìn)行汽車CAN/LIN總線測(cè)試的重要方面。先進(jìn)的汽車企業(yè)都花費(fèi)巨大投入制訂詳盡而完善的測(cè)試流程和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件，用這些技術(shù)文件來(lái)規(guī)范和指導(dǎo)測(cè)試過(guò)程。而在測(cè)試的實(shí)施過(guò)程，各種專業(yè)化的測(cè)試工具至關(guān)重要。先進(jìn)、完善的測(cè)試流程，符合工程實(shí)際的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)化的測(cè)試工具在各個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)的使用是現(xiàn)代汽車工業(yè)進(jìn)行CAN/LIN總線測(cè)試的發(fā)展方向。