劉牧之

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北 保定 071000）

CAN網(wǎng)絡系統(tǒng)測試應用

劉牧之

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北 保定 071000）

簡述CAN集成網(wǎng)絡測試系統(tǒng)的發(fā)展，詳細介紹CAN系統(tǒng)集成測試在整車設計開發(fā)中的應用。

CAN；電子系統(tǒng)集成；技術創(chuàng)新；應用

1 CAN網(wǎng)絡集成測試概述

1991年，第1臺總線車型在奔馳S系列轎車上應用，標志著車載網(wǎng)絡通信技術已經(jīng)成熟應用在汽車領域。截至目前，國內(nèi)大部分車型都在應用CAN網(wǎng)絡通信技術，涉及轎車、皮卡、SUV等多個汽車領域。20多年間，總線通信技術得到迅猛發(fā)展，已經(jīng)由單一子網(wǎng)發(fā)展為多路子網(wǎng)，涉及動力域、車身域、舒適域，并集成多條總線通信協(xié)議，CAN、LIN、Most、FlexRay等多種通信協(xié)議依據(jù)功能架構定義，集成在一臺車輛中，通信速率從19kB/s～5MB/s不等?？蛻粼隗w驗車輛智能化、科技化的同時，也給整車電器測試人員帶來極大的困難和壓力，需對各通信協(xié)議、標準創(chuàng)建測試用例庫，對每一種通信協(xié)議進行測試驗證，確保每一條網(wǎng)絡協(xié)議都能夠正常通信，信號交互策略能正常實現(xiàn)。

目前網(wǎng)絡開發(fā)測試遵循“V模式”開發(fā)流程，主要包括需求分析、網(wǎng)絡架構設計、功能設計、ECU需求制定、ECU級別測試、集成測試、回歸測試等幾個部分。需求規(guī)范和標準制定完成后，就進入后期的網(wǎng)絡設計與測試驗證階段，網(wǎng)絡測試驗證階段主要是對已經(jīng)設計出來的樣品或產(chǎn)品進行網(wǎng)絡測試驗證，以確保樣品或產(chǎn)品的功能與前期的需求一致。

2 系統(tǒng)集成測試的應用

整車電器功能邏輯、策略日趨于智能化、復雜化，單ECU測試已經(jīng)不能滿足后期車型的開發(fā)、設計，系統(tǒng)集成測試尤為重要，系統(tǒng)集成測試主要分為測試用例設計、測試環(huán)境搭建、測試執(zhí)行（硬件測試、軟件測試、軟硬件集成測試）、測試報告生成幾個方面。

2.1 測試用例設計

對通信需求規(guī)范、診斷規(guī)范、零部件電器功能規(guī)范等文檔進行審核、完善，依據(jù)網(wǎng)絡需求規(guī)范內(nèi)容進行測試用例開發(fā)，內(nèi)容包括物理層測試、網(wǎng)絡管理測試、交互層測試、診斷服務測試、協(xié)議層測試、路由測試等，用例編制完成后進行評審、審核，確保測試用例覆蓋度及測試深度。

2.2 測試環(huán)境搭建

依據(jù)測試用例執(zhí)行內(nèi)容，搭建網(wǎng)絡測試臺架，開發(fā)自動化測試腳本/仿真模型，并進行設備與軟件模型聯(lián)合調(diào)試。創(chuàng)建CANoe仿真界面，可實現(xiàn)物理/半物理仿真，連接示波器和數(shù)據(jù)記錄儀，實現(xiàn)總線波形和測試數(shù)據(jù)的抓取和存儲，完成測試環(huán)境搭建。

2.3 測試執(zhí)行

系統(tǒng)測試為V模型開發(fā)流程中重要的一個環(huán)節(jié)，主要是以臺架/實車為基礎，搭建系統(tǒng)級別測試環(huán)境，依據(jù)測試用例對各ECU進行通信/診斷系統(tǒng)測試，確保各ECU通信規(guī)范滿足系統(tǒng)通信需求。系統(tǒng)測試主要驗證各ECU通信策略、信號交互狀態(tài)、時間響應參數(shù)等項目，確保系統(tǒng)通信協(xié)議的兼容性。

從結構上分析，系統(tǒng)測試主要分為軟件集成測試和硬件集成測試，軟件測試主要針對網(wǎng)絡管理策略、信號收發(fā)關系、診斷服務、診斷時間響應參數(shù)等進行測試、驗證，硬件測試主要針對網(wǎng)絡拓撲各ECU物理層總線波形、斜率、終端電阻等測試項目進行驗證測試。

2.3.1 通信測試

通信測試主要以整車網(wǎng)絡拓撲為基礎，依托系統(tǒng)測試環(huán)境，對網(wǎng)絡各節(jié)點進行系統(tǒng)級別測試，驗證各零部件通信狀態(tài)是否滿足整車通信需求，通信測試網(wǎng)絡示意圖如圖1所示。測試項目包括物理層測試、網(wǎng)絡管理測試、交互層測試、路由測試等。

圖1 通信測試網(wǎng)絡示意圖

1）物理層測試：位時間測試；波形斜率、電壓、對稱性測試；收發(fā)器外圍電路電容、電阻檢測；總線短路、斷路魯棒性測試；總線負載率測試。

2）網(wǎng)絡管理測試：睡眠、喚醒測試；網(wǎng)絡啟動/關閉時間參數(shù)測試；Bus-off 故障及恢復機制測試；網(wǎng)絡建環(huán)、模擬仿真測試；通信電壓范圍測試、驗證。

3）交互層測試：報文周期、信號測試；位排布測試；信號校驗值測試。

4）路由測試：信號路由測試；報文路由測試。

2.3.2 診斷測試

診斷測試執(zhí)行程序如圖2所示。分為診斷服務測試（$10、$22、$2E、$3E、$31）等；協(xié)議層參數(shù)測試；DTC故障碼測試。

圖2 診斷測試執(zhí)行程序

2.4 測試報告生成

依據(jù)測試用例，編制完成網(wǎng)絡通信、診斷測試報告，報告內(nèi)容需全部覆蓋所有測試項目，注明測試項目通過/失效結果，必要時需提供測試數(shù)據(jù)/圖片進行闡述、說明。

測試報告中需體現(xiàn)系統(tǒng)測試環(huán)境，包括測試設備型號、廠家名稱、設備軟硬件型號等信息。

ECU控制器開發(fā)過程分為若干個不同的階段，因此在編制測試報告的過程中需將各階段零部件版本號進行識別并記錄，主要包括零部件號、軟件版本號、硬件版本號等，便于后期問題追溯及測試狀態(tài)識別。

（編輯 心 翔）

Application of CAN Network System Integration Test

LIU Mu-zhi
（R&D Center of Great Wall Motor Company， Baoding 071000， China）

This article briefly introduces development of the integrated CAN network testing system， discusses in detail its application in vehicle design.

CAN; electronic system integration; technology innovation; application

U463.6

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1003-8639（2017）07-0066-02

2016-09-06