CN105975369B - 一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备 - Google Patents

一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备，其技术特点是：包括用于多个网段测试的连接切换模块以及模拟传输线路物理层故障的故障注入模块；所述连接切换模块的一个输入端通过故障注入模块与CAN总线的一个通道相连接，该连接切换模块的另一个输入端通过CANstress设备与CAN总线的另一个通道相连接，该连接切换模块的其他输入端直接与CAN总线的其他通道相连接，所述连接切换模块的输出端与待测控制器通过CAN总线相连接。本发明实现了对车载网络单元测试环境的自动化配置功能，使得各种测试简便易行，降低了劳动强度，提高了测试的工作效率，同时避免了人工操作带来的误差，保证了测试的可靠性和精度。

Description

一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备
技术领域
本发明属于汽车电子和自动化测试技术领域，尤其是一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备。
背景技术
车载网络测试是为了验证ECU(Electronic Control Unit)的CAN总线通信功能是否完全符合ISO标准定义的总线通信物理层、数据链路层、网络管理及应用层规范要求。CAN总线作为A类总线的主流形式，在汽车领域应用广泛，并且随着ECU的数量越来越多，控制器越来越复杂，大批量生产的CAN总线模块就需要行之有效的测试系统。而如何快速准确地完成车载总线测试任务，已成为汽车制造厂、电控单元供应商共同关注的问题。
在进行车载网络单元测试时，针对ECU具有多个网段的情况，每一个网段都需验证其总线通信功能。在以往测试中，第一个网段测试完成后，需手动更改线路，再测试第二个网段，其测试效率低。另外，一些测试项需要串接CANstress，但是串接后，影响波形质量，对物理层测试项的测试结果影响较大，所以针对用到CANstress的测试项，需将其串联在CAN总线中，其他测试项应将其从CAN总线中脱开，以免影响测试结果。在以往测试时，手动控制CANstress是否接入，导致测试过程非常复杂。
在进行车载网络单元测试时，CAN总线之间需要跨接电阻来近似模拟总线上其他控制器的CAN外围电路来保证CAN总线信号品质，CAN总线之间还需外加电容来模拟最大和最小电容负载的测试环境，以往测试中手动外接电阻或者电容，过程比较繁琐，费时费力。
在进行车载网络单元测试时，CAN总线物理层测试需要进行短电、短地类似的故障注入，以往测试都是通过人工制造一些短路故障如CAN_H与CAN_L短接，断路故障如CAN线断路，这样测试，虽然容易实现，但人工处理容易抖动，手动操作时间参数误差过大。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备，实现配置终端电阻和电容并自动化测试多个网段以及故障注入的功能。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备，包括用于多个网段测试的连接切换模块以及模拟传输线路物理层故障的故障注入模块；所述连接切换模块的一个输入端通过故障注入模块与CAN总线的一个通道相连接，该连接切换模块的另一个输入端通过CANstress设备与CAN总线的另一个通道相连接，该连接切换模块的其他输入端直接与CAN总线的其他通道相连接，所述连接切换模块的输出端与待测控制器通过CAN总线相连接。
所述连接切换模块包括电阻配置单元、电容配置单元和测试网段切换单元。
所述电阻配置单元采用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电阻值，该继电器的常开触点跨接在测试网段CAN_H和CAN_L之间。
所述电容配置单元，用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电容值，该继电器的常开触点跨接在测试网段CAN_H和CAN_L之间。
所述测试网段切换单元通过继电器控制测试网段和连有故障注入模块的CAN总线的第一通道相连，通过继电器控制其他网段与CAN总线各个通道之间的资源分配并对其总线行为进行监控；或者通过继电器控制测试网段与连有CANstress设备的CAN总线的第二通道相连。
所述故障注入模块包括断路故障单元以及短路故障单元。
所述断路故障单元使用继电器控制其输入线路和输出线路的导通或者断开，该继电器的常闭触点串联在输入线路和输出线路之间。
所述短路故障单元使用继电器控制其输入线路和输出线路的导通或者断开，该继电器的常开触点跨接在输入线路和输出线路之间。
本发明的优点和积极效果是：
本发明通过连接切换模块与故障注入模块进行测试网段的切换与各种故障模拟实现对车载网络单元的各种自动测试功能，使得各种测试简便易行，降低了劳动强度，提高了测试的工作效率，同时避免了人工操作带来的误差，保证了测试的可靠性和精度。
附图说明
图1是本发明的结构方框图；
图2是本发明的电阻配置单元、电容配置单元原理图；
图3是本发明的测试网段切换单元原理图；
图4是本发明的故障注入模块原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备，如图1所示，包括用于多个网段测试的连接切换模块以及模拟传输线路的物理层故障的故障注入模块，所述连接切换模块和故障注入模块连接在一起。本发明最多支持四个网段进行测试。在测试时按照测试需求，对其进行CANcase的通道资源分配和相应的故障注入。
所述连接切换模块包括电阻配置单元、电容配置单元和测试网段切换单元。连接切换模块共支持四个网段，每个网段都配有一个电阻配置单元及电容配置单元。
下面结合电阻配置单元和电容配置单元的原理图(如图2所示)具体说明其实现方法：
所述电阻配置单元采用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电阻值，该继电器的常开触点跨接在CAN_H和CAN_L之间。所述电容配置单元采用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电容值，该继电器的常开触点跨接在CAN_H和CAN_L之间。其具体配置方法：以无终端ECU单元测试为例，设置继电器J111和J112闭合，为CAN总线之间配置60Ω电阻来近似模拟总线上其他控制器的CAN外围电路来保证CAN总线信号品质。
所述电容配置单元采用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电容值，该继电器的常开触点跨接在CAN_H于CAN_L之间。其具体配置方法：以配置最小电容为例，设置继电器J113闭合，为CAN总线之间设置两个100pF的电容近似模拟最小电容负载。
所述测试网段切换单元，在进行物理层测试时，用继电器控制测试网段和连有故障注入模块的CANcaseCH1相连，并用继电器控制其他网段与CANcase通道之间的资源分配，对其总线行为进行监控。在进行CANstress相关测试时，用继电器控制测试网段与连有CANstress的CANcaseCH2相连。
测试网段切换单元的电路原理如图3所示，测试网段切换单元的具体配置方法：以ECU有两个网段并且连接在网段CAN1和CAN2上为例，测试网段为CAN1，在进行物理层测试时，设置继电器J23闭合，测试网段CAN1与CH1接通，此时已将故障注入模块连接到测试系统中，可以自动化设置对CAN1网段的故障注入功能，设置继电器J11和J12闭合，CAN2与CH2连接，在测试CAN1网段的同时监控CAN2网段的总线行为。在进行CANstress相关测试时，设置继电器J22闭合，测试网段CAN1和CH2接通，此时已将CANstress连接到测试系统中，可以设置其对总线进行干扰。在进行其他测试时，可以将测试网段和CANcase通道的资源任意进行分配。
所述故障注入模块包括断路故障单元和短路故障单元。所述断路故障单元用继电器控制其输入线路和输出线路的导通或者断开，实现控制断路故障点之间导通或者断开功能，该继电器的常闭触点串联在输入线路和输出线路之间。断路故障单元用于模拟ECU电源线断路、ECU地线断路和CAN线断路故障。所述短路故障单元，用继电器控制其输入线路和输出线路的导通或者断开，实现控制短路故障点之间的接通和断开功能，该继电器的常开触点跨接在输入线路和输出线路之间。短路故障单元用于模拟CAN线与ECU电源线短路故障，CAN线与ECU地线短路故障，CAN_H和CAN_L之间短路故障。
下面结合故障注入模块的原理图(如图4所示)说明各种模拟故障的具体实现方法：
断路故障：在执行断路操作时，通过设置被测线路的输入端和输出端之间的继电器节点断开；在执行断路恢复操作时，通过设置被测线路的输入端和输出端之间的继电器节点闭合；断路故障单元主要包括ECU电源线断路、地线断路、CAN_H断路、CAN_L断路；
ECU电源线断路：用继电器J1控制ECU电源线的导通或者断开；
ECU地线断路故障：用继电器J2控制ECU地线的导通或者断开；
CAN_H断路故障：用继电器J3控制CAN_H的导通或者断开；
CAN_L断路故障：用继电器J4控制CAN_L的导通或者断开；
短路故障单元：在执行短路操作时，通过设置被测线路的输入端和输出端之间的继电器节点闭合；在执行短路恢复操作时，通过设置被测线路的输入端和输出端之间的继电器节点断开。主要包括CAN_H短电、CAN_L短电、CAN_H短地、CAN_L短地以及CAN_H和CAN互短。
CAN_H短电故障：用继电器J5控制CAN_H和ECU电源线的导通或者断开；
CAN_L短电故障：用继电器J6控制CAN_L和ECU电源线的导通或者断开；
CAN_H短地故障：用继电器J7控制CAN_H和ECU地线的导通或者断开；
CAN_L短地故障：用继电器J8控制CAN_L和ECU地线的导通或者断开；
CAN_H和CAN_L短路故障：用继电器J9控制CAN_L和CAN_L的导通或者断开。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种用于车载网络单元的测试环境自动化配置设备，其特征在于：包括用于多个网段测试的连接切换模块以及模拟传输线路物理层故障的故障注入模块；所述连接切换模块的一个输入端通过故障注入模块与CAN总线的一个通道相连接，该连接切换模块的另一个输入端通过CANstress设备与CAN总线的另一个通道相连接，该连接切换模块的其他输入端直接与CAN总线的其他通道相连接，所述连接切换模块的输出端与待测控制器通过CAN总线相连接；
所述连接切换模块包括电阻配置单元、电容配置单元和测试网段切换单元；
所述电阻配置单元采用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电阻值，该继电器的常开触点跨接在测试网段CAN_H和CAN_L之间；
所述电容配置单元，用继电器控制测试网段CAN_H和CAN_L之间的电容值，该继电器的常开触点跨接在测试网段CAN_H和CAN_L之间；
所述测试网段切换单元通过继电器控制测试网段和连有故障注入模块的CAN总线的第一通道相连，通过继电器控制其他网段与CAN总线各个通道之间的资源分配并对其总线行为进行监控；或者通过继电器控制测试网段与连有CANstress设备的CAN总线的第二通道相连；
所述故障注入模块包括断路故障单元以及短路故障单元；
所述断路故障单元使用继电器控制其输入线路和输出线路的导通或者断开，该继电器的常闭触点串联在输入线路和输出线路之间；
所述短路故障单元使用继电器控制其输入线路和输出线路的导通或者断开，该继电器的常开触点跨接在输入线路和输出线路之间。
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