汽车网络测试系统搭建技术

摘 要：国内外多种汽车内部控制系统的核心就是由以总线为通信网络的控制单元组成的，如何采用有效的手段对汽车内部网络总线在出厂前进行严格的测试是汽车电子生产厂商亟须解决的难题，文章介绍了现阶段的汽车总线网络测试系统的搭建技术。

关键词：汽车，总线，测试，CAN/LIN

中图分类号：N04；U46；TP3 文献标识码：A 文章编号：1673-8578（2014）S1-0097-03

Introduction on Technology of Building Automotive Network Test System

ZHAO Yi

Abstract：The core of a variety of automotive control system consists of control units with bus communication network. How to test the network bus effectively before leaving factory is a burning problem for automotive electronic manufacturers. This paper introduces the current technology on building automotive bus network test system.

Keywords： automotive，bu，test，CAN/LIN

收稿日期：2014-06-05

作者简介：赵怡（1985—），女，汉族，山东德州人，研究实习员，硕士，主要从事控制领域专利审查。通信方式：48172184@qq.com。

汽车电子技术在经历了零部件层次的汽车电器时代、子系统层次的单片机（汽车电脑）控制时代之后，已经开始进入汽车网络化时代，现今的汽车电子采用先进的单片机技术和车载网络技术，整车电气系统被连成一个多ECU（electronic control unit，电子控制单元）、多节点的有机的整体，使得其性能也更加完善。目前，世界主要汽车制造商生产的多数汽车上均采用了以CAN（controller area network，控制器局域网总线技术）、LIN（local interconnect network，一种低成本的串行通信网络）、MOST（media oriented system transport，汽车光纤线）、DDB（distributed data base，分布式数据库）等为代表的网络控制技术。因此，如何采用有效的手段对网络控制模块在出厂前进行严格有效的测试，是汽车电子生产厂商亟须解决的一个难题。采用集成的网络测试工具，对汽车内部的CAN/LIN等网络进行测试的系统，即是笔者介绍的现阶段通用的汽车网络总线测试系统的搭建技术[1]。

一 技术特点

汽车网络测试系统包括硬件系统和软件系统，其各自的详细功能将在以下章节中描述。

1.硬件系统功能说明

汽车网络测试系统集成了若干专业化CAN/LIN网络测试工具，其中每个设备都是必不可少的，以CANoe（CAN open environment，由德国Vector公司出的一款总线开发环境，主要用于汽车总线的开发而设计）为核心，并集成VT system（移动可视电话系统）、程控电源、高精度示波器、程控万用表等辅助设备，适用于各类车型的CAN/LIN网络测试。其适用于对汽车所有连接到公共CAN/LIN网络的ECU的网络测试。该系统支持如下测试：

（1）按总线类型区分：CAN总线；LIN总线。

（2）按测试内容区分：物理层测试；数据链路层测试；交互层测试；网络错误处理测试；网络管理测试。

整个系统的电器连接关系如图1所示。

图1 测试系统电器连接关系

2硬件系统中使用的主要部件

（1）电源管理模块

电源管理模块（power distribution unit， 简称PDU）负责管理整个机柜的电源，外部电源输入机柜时，先进入PDU模块，在模块内部进行统一分配，此外，PDU还设有空气开关、急停开关等。

（2）程控电源

程控电源直接为被测样件供电，并通过（generalpowpose interface bus， 简称GPIB）线与工控机相连，用户可通过软件程序实现自动控制。程控电源可选择的型号如Aglient N6700B，控制精度可达0.001V，功率为300W。

（3）高精度示波器

高精度示波器用于测量CAN/LIN总线的物理波形，其能自动捕获CAN/LIN总线报文，并具有解析功能。示波器与工控机相连，用户可通过软件程序自动控制示波器的操作。示波器可选择的型号如：Aglient MSOX3014A。

（4）程控万用表

程控万用表用于测量ECU CANH与CANL间的电阻值，其与工控机相连，可接收控制指令，并上传测量数值。用户可通过软件程序对万用表进行自动控制。

（5）总线干扰仪

总线干扰仪用于对ECU CAN总线进行干扰、注入故障，适用于采样点、总线关闭、总线容错性能等测试项。总线干扰仪通过USB线与工控机相连，用户可通过软件程序对总线干扰仪进行控制。

（6）工控机

工控机为测试软件（如CANoe）、测试脚本及测试管理软件提供运行环境，并通过各种接口与其他硬件设备互联，负责通过程序调度各硬件设备。

二 软件系统说明

为了完成CAN/LIN网络的自动测试，除硬件设备外，网络测试系统具备完善的测试软件，包括：

1.CANoe

CANoe为德国Vector公司用于车载网络开发、测试的专业化工具。测试系统可选用CANoe 8.0版本，支持CAN、LIN总线的测试，用于运行所有测试脚本及设备驱动程序。CANoe的License通常固化于VN1640中[2]。

2.测试脚本

测试脚本为CAN/LIN 网络程序化的测试序列，其以CANoe为运行环境。网络测试系统集成的测试脚本包括：CAN通信部件级测试脚本；CAN网络管理部件级测试脚本；CAN网关部件级测试脚本；LIN网络部件级测试脚本；系统集成测试脚本。其中，CAN通信部件级测试脚本包括物理层、数据链路层、交互层、网络错误处理等测试内容，通常包括20～30个测试用例[3]。

3.测试管理软件

测试管理软件为测试人员提供人性化的操作界面。通过该软件，测试人员可便捷的选择车型、网段、被测对象及测试用例，并可填写被测对象的详细标识信息。该测试管理软件还支持测试报告的自动生成功能。

三 应用现状

汽车网络测试系统基于各类车型CAN/LIN网络需求开发，适用于满足该需求所有ECU的网络测试，故其不仅支持现有车型ECU的测试，还可用于后续所有升级、换代车型的网络测试，现今已广泛应用于各类整车厂。系统采用全程序化的测试脚本，避免人为因素导致的测试结果偏差，并集成了高精度的测试设备，从硬件上保证测试的精度。汽车测试系统通常采用自动化生成测试报告的方案，且支持被测对象基本信息的录入、基于历史数据生成报告等功能，便于对测试进行管理。

在现代汽车的设计中，CAN、LIN等总线已经成为必须采用的装置，为适应未来汽车系统的发展需要，通用的、沿用度高以及精度高的汽车网络测试系统必将成为各大整车厂所亟须的产品。笔者在多项汽车网络测试领域发明专利的基础上，总结了汽车网络测试系统搭建过程中通常使用的硬件系统和软件系统，及其应用现状。

参考文献

[1] 王立萍.汽车CAN网络协议设计及实验测试[J].制造业自动化.2009（6）：44-46.

[2] 林艳，宁胜花.CANoe在纯电动汽车网络仿真中的应用研究[J].机电产品开发与创新，2012（4）：112-114.

[3] 张军.基于CANoe软件的电动汽车CAN总线测试系统的研究[J].传动技术，2012（3）：10-13.