一種車用CAN總線測(cè)試平臺(tái)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(jì)算機(jī)協(xié)助運(yùn)算,來(lái)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(dá)式,來(lái)表示各個(gè)參量之間的關(guān)
系。

　　網(wǎng)絡(luò)一致性測(cè)試就是測(cè)試一個(gè)應(yīng)用裝置是否兼容一個(gè)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(huì)根據(jù)協(xié)議各自對(duì)組件進(jìn)行獨(dú)立的開發(fā),當(dāng)不同組件構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時(shí),不同開發(fā)單位的組件可能不能正常地通信。一致性測(cè)試就是測(cè)試不同廠商生產(chǎn)上的組件是否能正常地通信,通過(guò)經(jīng)驗(yàn)選擇進(jìn)行有限數(shù)量的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。一致性測(cè)試工具順序化、結(jié)構(gòu)化地對(duì)一致性測(cè)試協(xié)議中描述的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試內(nèi)容可以按實(shí)時(shí)性的要求級(jí)別進(jìn)行分類。在汽車的應(yīng)用上,有些測(cè)試已經(jīng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),例如ISO 16845 描述了CAN 的一致性測(cè)試。

　　直接測(cè)試分析,是在真實(shí)CAN 總線上借助測(cè)試設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性能評(píng)估。評(píng)價(jià)總線系統(tǒng)核心性能的主要指標(biāo)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(shí)時(shí)間;節(jié)點(diǎn)ECU 的通訊負(fù)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(cè)試及仿真設(shè)備,都可以對(duì)CAN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試。它們的主要特點(diǎn)是分析總線上運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

　　以上三種評(píng)價(jià)方法都具有不同的特點(diǎn),各自又有一定的局限性。模型仿真與具體實(shí)施存在較大的差距,這種差距有可能使仿真結(jié)果無(wú)法具體物理實(shí)現(xiàn)。利用具有嚴(yán)格時(shí)間規(guī)則的計(jì)算機(jī)軟件仿真節(jié)點(diǎn)來(lái)代替總線上存在的無(wú)序消息的真實(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的部分仿真,其局限性是顯然的。目前已有的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試產(chǎn)品僅限于對(duì)總線上運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,與具體系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性不大。

CAN 總線實(shí)時(shí)仿真測(cè)試平臺(tái)的研發(fā)與應(yīng)用

　　目前已有的測(cè)試工具不能方便地對(duì)一個(gè)分布式實(shí)時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)的CAN 通訊進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)。為此,我們提出了網(wǎng)絡(luò)在環(huán)的設(shè)計(jì)思想,開發(fā)了CAN總線實(shí)時(shí)仿真測(cè)試系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)在自己研發(fā)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用國(guó)外已有的先進(jìn)總線測(cè)試工具的產(chǎn)品,可對(duì)CAN 總線通訊網(wǎng)絡(luò)性能、單個(gè)ECU 通訊功能進(jìn)行分析、測(cè)試及評(píng)價(jià)。
CAN總線實(shí)時(shí)仿真測(cè)試平臺(tái)的研發(fā)

　　CAN 總線測(cè)試平臺(tái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示,它由實(shí)時(shí)仿真節(jié)點(diǎn)、待測(cè)節(jié)點(diǎn)和運(yùn)行在PC 上的相關(guān)軟件組成。其中實(shí)時(shí)仿真節(jié)點(diǎn)由微處理器與PhilipsSJA100 CAN 控制器構(gòu)成的真實(shí)結(jié)點(diǎn),通過(guò)RS485 接收運(yùn)行在PC 機(jī)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(shí)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(yùn)行狀態(tài);待測(cè)節(jié)點(diǎn)為真實(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的ECU 節(jié)點(diǎn);在PC 機(jī)上運(yùn)行一些相關(guān)的測(cè)試軟件, 如: CANoe 、CANScope 以及仿真結(jié)點(diǎn)配置軟件與監(jiān)控軟件。該測(cè)試平臺(tái)可測(cè)試系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo),如總線負(fù)載、發(fā)送延遲、錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)、MCU 的通訊負(fù)載分析及各種干擾對(duì)總線的影響等。