CAN网络系统测试应用

刘牧之

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）

CAN网络系统测试应用

刘牧之

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）

简述CAN集成网络测试系统的发展，详细介绍CAN系统集成测试在整车设计开发中的应用。

CAN；电子系统集成；技术创新；应用

1 CAN网络集成测试概述

1991年，第1台总线车型在奔驰S系列轿车上应用，标志着车载网络通信技术已经成熟应用在汽车领域。截至目前，国内大部分车型都在应用CAN网络通信技术，涉及轿车、皮卡、SUV等多个汽车领域。20多年间，总线通信技术得到迅猛发展，已经由单一子网发展为多路子网，涉及动力域、车身域、舒适域，并集成多条总线通信协议，CAN、LIN、Most、FlexRay等多种通信协议依据功能架构定义，集成在一台车辆中，通信速率从19kB/s～5MB/s不等。客户在体验车辆智能化、科技化的同时，也给整车电器测试人员带来极大的困难和压力，需对各通信协议、标准创建测试用例库，对每一种通信协议进行测试验证，确保每一条网络协议都能够正常通信，信号交互策略能正常实现。

目前网络开发测试遵循“V模式”开发流程，主要包括需求分析、网络架构设计、功能设计、ECU需求制定、ECU级别测试、集成测试、回归测试等几个部分。需求规范和标准制定完成后，就进入后期的网络设计与测试验证阶段，网络测试验证阶段主要是对已经设计出来的样品或产品进行网络测试验证，以确保样品或产品的功能与前期的需求一致。

2 系统集成测试的应用

整车电器功能逻辑、策略日趋于智能化、复杂化，单ECU测试已经不能满足后期车型的开发、设计，系统集成测试尤为重要，系统集成测试主要分为测试用例设计、测试环境搭建、测试执行（硬件测试、软件测试、软硬件集成测试）、测试报告生成几个方面。

2.1 测试用例设计

对通信需求规范、诊断规范、零部件电器功能规范等文档进行审核、完善，依据网络需求规范内容进行测试用例开发，内容包括物理层测试、网络管理测试、交互层测试、诊断服务测试、协议层测试、路由测试等，用例编制完成后进行评审、审核，确保测试用例覆盖度及测试深度。

2.2 测试环境搭建

依据测试用例执行内容，搭建网络测试台架，开发自动化测试脚本/仿真模型，并进行设备与软件模型联合调试。创建CANoe仿真界面，可实现物理/半物理仿真，连接示波器和数据记录仪，实现总线波形和测试数据的抓取和存储，完成测试环境搭建。

2.3 测试执行

系统测试为V模型开发流程中重要的一个环节，主要是以台架/实车为基础，搭建系统级别测试环境，依据测试用例对各ECU进行通信/诊断系统测试，确保各ECU通信规范满足系统通信需求。系统测试主要验证各ECU通信策略、信号交互状态、时间响应参数等项目，确保系统通信协议的兼容性。

从结构上分析，系统测试主要分为软件集成测试和硬件集成测试，软件测试主要针对网络管理策略、信号收发关系、诊断服务、诊断时间响应参数等进行测试、验证，硬件测试主要针对网络拓扑各ECU物理层总线波形、斜率、终端电阻等测试项目进行验证测试。

2.3.1 通信测试

通信测试主要以整车网络拓扑为基础，依托系统测试环境，对网络各节点进行系统级别测试，验证各零部件通信状态是否满足整车通信需求，通信测试网络示意图如图1所示。测试项目包括物理层测试、网络管理测试、交互层测试、路由测试等。

图1 通信测试网络示意图

1）物理层测试：位时间测试；波形斜率、电压、对称性测试；收发器外围电路电容、电阻检测；总线短路、断路鲁棒性测试；总线负载率测试。

2）网络管理测试：睡眠、唤醒测试；网络启动/关闭时间参数测试；Bus-off 故障及恢复机制测试；网络建环、模拟仿真测试；通信电压范围测试、验证。

3）交互层测试：报文周期、信号测试；位排布测试；信号校验值测试。

4）路由测试：信号路由测试；报文路由测试。

2.3.2 诊断测试

诊断测试执行程序如图2所示。分为诊断服务测试（$10、$22、$2E、$3E、$31）等；协议层参数测试；DTC故障码测试。

图2 诊断测试执行程序

2.4 测试报告生成

依据测试用例，编制完成网络通信、诊断测试报告，报告内容需全部覆盖所有测试项目，注明测试项目通过/失效结果，必要时需提供测试数据/图片进行阐述、说明。

测试报告中需体现系统测试环境，包括测试设备型号、厂家名称、设备软硬件型号等信息。

ECU控制器开发过程分为若干个不同的阶段，因此在编制测试报告的过程中需将各阶段零部件版本号进行识别并记录，主要包括零部件号、软件版本号、硬件版本号等，便于后期问题追溯及测试状态识别。

（编辑 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

A

1003-8639（2017）07-0066-02

2016-09-06