劉牧之

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試應(yīng)用

劉牧之

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

簡述CAN集成網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)的發(fā)展，詳細(xì)介紹CAN系統(tǒng)集成測試在整車設(shè)計(jì)開發(fā)中的應(yīng)用。

CAN；電子系統(tǒng)集成；技術(shù)創(chuàng)新；應(yīng)用

1 CAN網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用，標(biāo)志著車載網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用在汽車領(lǐng)域。截至目前，國內(nèi)大部分車型都在應(yīng)用CAN網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，涉及轎車、皮卡、SUV等多個汽車領(lǐng)域。20多年間，總線通信技術(shù)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(gòu)定義，集成在一臺車輛中，通信速率從19kB/s～5MB/s不等。客戶在體驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建測試用例庫，對每一種通信協(xié)議進(jìn)行測試驗(yàn)證，確保每一條網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都能夠正常通信，信號交互策略能正常實(shí)現(xiàn)。

目前網(wǎng)絡(luò)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(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、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(biāo)準(zhǔn)制定完成后，就進(jìn)入后期的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與測試驗(yàn)證階段，網(wǎng)絡(luò)測試驗(yàn)證階段主要是對已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的樣品或產(chǎn)品進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測試驗(yàn)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(yīng)用

整車電器功能邏輯、策略日趨于智能化、復(fù)雜化，單ECU測試已經(jīng)不能滿足后期車型的開發(fā)、設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)、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(bào)告生成幾個方面。

2.1 測試用例設(shè)計(jì)

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(jìn)行審核、完善，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行測試用例開發(fā)，內(nèi)容包括物理層測試、網(wǎng)絡(luò)管理測試、交互層測試、診斷服務(wù)測試、協(xié)議層測試、路由測試等，用例編制完成后進(jìn)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(luò)測試臺架，開發(fā)自動化測試腳本/仿真模型，并進(jìn)行設(shè)備與軟件模型聯(lián)合調(diào)試。創(chuàng)建CANoe仿真界面，可實(shí)現(xiàn)物理/半物理仿真，連接示波器和數(shù)據(jù)記錄儀，實(shí)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(shí)車為基礎(chǔ)，搭建系統(tǒng)級別測試環(huán)境，依據(jù)測試用例對各ECU進(jìn)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(yàn)證各ECU通信策略、信號交互狀態(tài)、時間響應(yīng)參數(shù)等項(xiàng)目，確保系統(tǒng)通信協(xié)議的兼容性。

從結(jié)構(gòu)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(luò)管理策略、信號收發(fā)關(guān)系、診斷服務(wù)、診斷時間響應(yīng)參數(shù)等進(jìn)行測試、驗(yàn)證，硬件測試主要針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓鱁CU物理層總線波形、斜率、終端電阻等測試項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證測試。

2.3.1 通信測試

通信測試主要以整車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榛A(chǔ)，依托系統(tǒng)測試環(huán)境，對網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)級別測試，驗(yàn)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(luò)示意圖如圖1所示。測試項(xiàng)目包括物理層測試、網(wǎng)絡(luò)管理測試、交互層測試、路由測試等。

圖1 通信測試網(wǎng)絡(luò)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(fù)載率測試。

2）網(wǎng)絡(luò)管理測試：睡眠、喚醒測試；網(wǎng)絡(luò)啟動/關(guān)閉時間參數(shù)測試；Bus-off 故障及恢復(fù)機(jī)制測試；網(wǎng)絡(luò)建環(huán)、模擬仿真測試；通信電壓范圍測試、驗(yàn)證。

3）交互層測試：報(bào)文周期、信號測試；位排布測試；信號校驗(yàn)值測試。

4）路由測試：信號路由測試；報(bào)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(wù)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(bào)告生成

依據(jù)測試用例，編制完成網(wǎng)絡(luò)通信、診斷測試報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容需全部覆蓋所有測試項(xiàng)目，注明測試項(xiàng)目通過/失效結(jié)果，必要時需提供測試數(shù)據(jù)/圖片進(jìn)行闡述、說明。

測試報(bào)告中需體現(xiàn)系統(tǒng)測試環(huán)境，包括測試設(shè)備型號、廠家名稱、設(shè)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(bào)告的過程中需將各階段零部件版本號進(jìn)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