馬齊成,李銷(xiāo)
(廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司 汽車(chē)工程研究院,廣東 廣州 511434)
在汽車(chē)電子控制單元ECU 內(nèi)部采用CAN 總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以達(dá)到信息共享、減少布線(xiàn)、降低成本以及提高總體可靠性的目的?;趪?guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898 的測(cè)試規(guī)范,得到了眾多車(chē)廠(chǎng)及汽車(chē)零部件公司的認(rèn)可,其測(cè)試結(jié)果可以充分驗(yàn)證CAN 總線(xiàn)信號(hào)質(zhì)量,主要體現(xiàn)在下面三個(gè)方面:
(1)能對(duì)CAN 節(jié)點(diǎn)的電阻、電容、通信電平、時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行充分評(píng)估。
(2)能驗(yàn)證CAN 節(jié)點(diǎn)物理層的電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)能力等方面的性能。
(3)提供確認(rèn)總線(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)及改善既有設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試分為兩類(lèi):CAN 總線(xiàn)隱性電壓測(cè)試和CAN 總線(xiàn)顯性電壓測(cè)試,及CAN_diff(CAN_H - CAN_L)的測(cè)試。
CAN 總線(xiàn)隱性電壓測(cè)試的測(cè)試原理圖如圖1。在實(shí)際測(cè)試中,常用高精度示波器或CAN 總線(xiàn)分析儀來(lái)測(cè)量CAN 總線(xiàn)的電壓。采用示波器的兩個(gè)通道分別測(cè)試CAN 總線(xiàn)的CAN_H 和CAN_L 對(duì)于信號(hào)地的電壓。計(jì)算CAN_diff(CAN _H - CAN_L)的電壓值,并與圖2 中的電壓評(píng)判范圍做比較,判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)測(cè)試得到的信號(hào)電壓值在圖2 電壓評(píng)判范圍內(nèi),則說(shuō)明CAN_H 和CAN_L 信號(hào)質(zhì)量OK;反之則不OK。
CAN 總線(xiàn)顯性電壓測(cè)試的測(cè)試原理如圖3,在實(shí)際測(cè)試中,常用高精度示波器或CAN 總線(xiàn)分析儀來(lái)測(cè)量CAN 總線(xiàn)的電壓。在ECU 的CAN_H 和CAN_L 間連接測(cè)試電阻(圖3 中的Rtest,應(yīng)為100~130Ω之間),若已連接100~130Ω的終端電阻則無(wú)須再連接Rtest。測(cè)量發(fā)送報(bào)文顯性位時(shí),CAN_H、CAN_L 對(duì)于信號(hào)地的電壓(圖3 中的2 端口)以及計(jì)算CAN_diff(CAN_H - CAN_L)的電壓值,并與圖4中的電壓評(píng)判范圍做比較,判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)測(cè)試得到的信號(hào)電壓值在圖4 電壓評(píng)判范圍內(nèi),則說(shuō)明CAN_H和CAN_L 信號(hào)質(zhì)量OK;反之則不OK。
圖3 ISO 11898-2-2003 顯性輸出電壓測(cè)試
圖4 ISO 11898-2-2003 顯性性輸出電壓測(cè)試評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中,需要注意的是:在測(cè)試CAN_H 以及CAN_L 的電壓值時(shí),必須引出電子控制單元的CAN_GND(總線(xiàn)信號(hào)地)才能正確進(jìn)行CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試。為了更清楚直觀的了解CAN 總線(xiàn)的電壓測(cè)試,這里舉個(gè)例子,以下是用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN 總線(xiàn)的測(cè)試結(jié)果。
采用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN-H 總線(xiàn),用示波器探頭探測(cè)CAN-H 和CAN_GND,調(diào)節(jié)示波器幅度和時(shí)間,得到下面圖5 CAN_H 一幀報(bào)文的的測(cè)試波形。
圖5 CAN_H 一幀報(bào)文截圖
從上圖5 可以看出,①紅框內(nèi)為CAN_H 顯性位電壓,其電壓值如③紅框內(nèi)數(shù)值:3.56V;②紅框內(nèi)為CAN_H 隱性位電壓,其電壓值如④紅框內(nèi)數(shù)值:2.39V。通過(guò)測(cè)試結(jié)果和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果符合圖2 及圖4 中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),故該CAN-H 信號(hào)質(zhì)量判定為OK。
采用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN-L 總線(xiàn),用示波器探頭探測(cè)CAN-L 和CAN_GND,調(diào)節(jié)示波器幅度和時(shí)間,得到下面圖6 CAN_L 一幀報(bào)文的測(cè)試波形。
圖6 CAN_L 一幀報(bào)文截圖
從上圖6 可以看出,①紅框內(nèi)為CAN_L 顯性位電壓,其電壓值如④紅框內(nèi)數(shù)值:1.39V;②紅框內(nèi)為CAN_L 隱性位電壓,其電壓值如③紅框內(nèi)數(shù)值:2.39V。通過(guò)測(cè)試結(jié)果和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果符合圖2 及圖4 中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),故該CAN-L 信號(hào)質(zhì)量判定為OK。
采用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN-L、和CAN-H 總線(xiàn),用示波器探頭探測(cè)CAN-L 和CAN_GND,調(diào)節(jié)示波器幅度和時(shí)間,使用示波器的減法功能,把這兩個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行相減,得到下面圖7 CAN_diff 一幀報(bào)文的測(cè)試波形。
圖7 CAN_diff 一幀報(bào)文截圖
從上圖7 可以看出,①紅框內(nèi)為CAN_diff 顯性位電壓,其電壓值如③紅框內(nèi)數(shù)值:2.14V;②紅框內(nèi)為CAN_diff 隱性位電壓,其電壓值如④紅框內(nèi)數(shù)值:14.60mV。通過(guò)測(cè)試結(jié)果和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果符合圖2 及圖4中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),故該CAN_diff 信號(hào)質(zhì)量判定為OK。
隨著CAN 總線(xiàn)在汽車(chē)電子應(yīng)用的日益廣泛應(yīng)用,CAN總線(xiàn)測(cè)試技術(shù)會(huì)越來(lái)越重要。CAN 總線(xiàn)輸出電壓測(cè)試項(xiàng)目只是CAN 總線(xiàn)眾多一致性測(cè)試中的一項(xiàng),通過(guò)示波器或者CAN 分析儀能夠手動(dòng)測(cè)試出來(lái)。CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試是核心,務(wù)必根據(jù)CAN 總線(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,確保CAN 總線(xiàn)電壓的信號(hào)質(zhì)量。目前關(guān)于CAN 總線(xiàn)的測(cè)試還比較缺乏相關(guān)參考資料,故我們?cè)贑AN 總線(xiàn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中逐步積累經(jīng)驗(yàn),逐步完成CAN 總線(xiàn)的測(cè)試規(guī)范。