CN107948020B - 一种can总线采样点测试的方法及装置 - Google Patents

一种can总线采样点测试的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种CAN总线采样点测试的方法及装置，包括：通过PC端的CANoe配置CAN接口设备；通过PC端的CANStress配置CAN干扰仪；通过CAN接口设备采集CAN总线报文及发送仿真报文，CAN接口设备采集CAN总线上每一时刻存在的报文，将所采集到的报文信息传输至PC端，PC端通过CANoe的Trace界面显示总线报文信息；通过CANStress进行干扰，使所述仿真报文的RTR位的指定位置的显性电平变成隐性电平，得出测试数据；通过所述测试数据计算出采样点位置；本发明不仅能够明显提高测试采样点准确率和稳定性，还具有测试环境简单、操作容易等优点，并且可以适用于标准CAN或扩展CAN。

Description

一种CAN总线采样点测试的方法及装置
技术领域
本发明属于汽车制造电子技术改进领域，尤其涉及一种CAN总线采样点测试的方法及装置。
背景技术
近年来，中国汽车行业发展迅猛，竞争激烈。德国著名汽车电子研发公司BOSCH于1986年研发出面向汽车的CAN通信协议，不仅广泛运用于汽车电子控制单元间的通讯，还成为了国际标准(ISO11898)。
CAN总线的稳定性、可靠性俨然成为人们关注的焦点。CAN总线采样点不仅影响CAN总线节点报文解释的准确性，还是CAN总线研发阶段的一项重要指标。因此，研发出一种准确、稳定、可靠的采样点测试方法已成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CAN总线采样点测试的方法及装置，旨在解决现有技术中测试采样点准确率和稳定性不高的问题。
本发明是这样实现的，一种CAN总线采样点测试的方法，所述方法包括以下步骤：
A：通过PC端的CANoe(CAN接口设备的上位机)配置CAN接口设备；
B：通过PC端的CANStress(CAN干扰仪的上位机)配置CAN干扰仪；
C：通过CAN接口设备采集CAN总线报文及发送仿真报文，CAN接口设备采集CAN总线上每一时刻存在的报文，将所采集到的报文信息传输至PC端，PC端通过CANoe的Trace界面显示总线报文信息；
D：通过CANStress进行干扰，使所述仿真报文的RTR位的指定位置(在CANStress的Disturbance界面设定的干扰位置，即测试节点可能的采样点位置)的显性电平变成隐性电平，得出测试数据；
E：通过所述测试数据计算出采样点位置。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤A包括以下步骤：
A1：在CANoe上设置CAN接口设备对应通道的采样点为50％；
A2：在CANoe的仿真界面建立与所述CAN接口设备对接的仿真节点；
A3：在所述仿真节点中配置一帧仿真报文；
A4：所述仿真报文的ID为0x555；
A5：所述仿真报文的DLC为5；
A6：所述仿真报文的数据场的每个字节数据均为0x55；
A7：所述仿真报文的周期为10ms。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤C包括以下步骤：
B1：设定CANStress采样点为50％；
B2：在CANStress的Bit field trigger界面上设定CAN干扰仪干扰的报文ID为0x555；
B3：在CANStress的Bit field trigger界面上设定CAN干扰仪干扰所述报文的RTR位；
B4：在CANStress的Disturbance界面上设定干扰模式为：有限次干扰；
B5：在CANStress的Disturbance界面上设定干扰方式为：干扰20次，每次干扰20帧；
B6：在CANStress的Disturbance界面上设定每次干扰的时间间隔为500ms；
B7：在CANStress的Disturbance界面上设定参数选择为“BTL cycles”。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤D包括以下步骤：
D1：在CANStress的Disturbance界面上将Disturbance sequence中填充为“uuuuuuuuuuuuuuu1”，启动CANoe发送仿真报文，然后启动CAN干扰仪进行干扰；
D2：若所述CANoe的Trace界面中未检测到错误帧，则依次停止CAN干扰仪和CANoe，将CANStress的Disturbance界面中Disturbance sequence中的“1”向前挪动一位，既“uuuuuuuuuuuuuu1u”，启动CANoe发送仿真报文，然后启动CAN干扰仪进行干扰，以此类推直至Disturbance sequence中填充变为“1uuuuuuuuuuuuuuu”；
D3：若所述CANoe的Trace界面中检测到错误帧，CAN干扰仪干扰结束后，依次停止CAN干扰仪和CANoe，分析CANoe的Trace界面的数据并记录，同时记录此时Disturbancesequence中1所在的位置，继续将CANStress的Disturbance界面中的Disturbancesequence中1的位置向左移一位，继续启动CANoe和CAN干扰仪，进行测试，以此类推(直至CANoe的Trace界面中不在检测到错误帧，则停止测试)；
D4：分析每次干扰后所记录的数据，若数据中出现20簇连续的20个错误帧或连续性错误帧且错误帧的数量最多时(即：错误帧最为严重的干扰位置)，则可判断此时CAN总线干扰仪干扰RTR位时的采样点位置为被测CAN节点的采样点。
本发明的进一步技术方案是：计算采样点位置：记录的所有数据中出现20簇连续的20个错误帧或连续性错误帧且错误帧的数量最多时(即：错误帧最为严重的干扰位置)，记录下的Disturbance sequence中1所在的位置，计算采样点位置：SP＝(最严重错误帧状态下的Disturbance sequence中1所在的位置)/16。
本发明的另一目的在于提供一种CAN总线采样点测试的装置，所述装置包括终端电阻、CAN总线、测试节点、CAN接口设备、CAN总线干扰仪及电源，所述电源连接所述CAN节点，所述CAN总线两端分别连接一个所述终端电阻，所述CAN节点、CAN接口设备及CAN总线干扰仪依次并联在所述CAN总线上。
本发明的进一步技术方案是：所述CAN总线上靠近所述测试节点一端的终端电阻可直接设置于所述CAN总线上，或可以设置于所述测试节点中。
本发明的进一步技术方案是：所述终端电阻包括两个60Ω大小的电阻及一个100nF大小的电容，所述两个60Ω的电阻的连接方式为串联，所述串联后的电阻并联与CAN总线上，所述电容一端连接在所述串联电阻的连接点上，另一端接入电源负极。
本发明的进一步技术方案是：所述电源为12V稳压直流电源。
本发明的有益效果是：本发明不仅能够明显提高测试采样点准确率和稳定性，还具有测试环境简单、操作容易等优点，并且可以适用于标准CAN或扩展CAN。
附图说明
图1是本发明实施例提供的装置结构图；
图2是本发明实施例提供的调试图；
图3是本发明实施例提供的数据采集样本图；
图4是本发明实施例提供的流程图。
具体实施方式
如图1所示的装置结构图可知，本发明共包括终端电阻、CAN总线、测试节点、CAN接口设备、CAN总线干扰仪及电源这几个部件，CAN总线为双绞线，其两端分别连接一个阻值为120欧姆的终端电阻，终端电阻包括两个60Ω大小的电阻及一个100nF大小的电容，所述两个60Ω的电阻的连接方式为串联，所述串联后的电阻并联与CAN总线上，所述电容一端连接在所述串联电阻的连接点上，另一端接入电源负极；测试节点、CAN接口设备及CAN总线干扰仪依次并联在所述CAN总线上，本使用新型使用一个12V的稳压直流电源，连接测试节点进行供电，在通常情况下，测试节点中是没有终端电阻的，当测试节点中带有120Ω的终端电阻时，则不需要连接图1中左端的终端电阻结构(即虚线框①中电路)。
如图4所示的流程图可知，其测试原理为以下几个步骤：
S1：通过PC端的CANoe和CANstress分别配置CAN接口设备和CAN干扰仪；
S2：采样点为50％的CAN接口设备采集CAN总线的报文数据，并发送仿真报文给测试节点(采样点未知)；
S3：CAN干扰仪干扰CAN接口设备发出报文中RTR位的不同采样点位置，如果干扰的位置正好是测试节点的采样点位置(采样点非50％)，则测试节点视CAN接口设备发送的报文为远程帧；
S4：分析数据，当发送节点送完DLC位后的18位(接收节点认为的CRC场+ACK场)，接收节点发送主动错误标识(连续的6个显性电平)，导致发送节点产生发送错误。
当装置连接完毕后，为实现上述原理的目的，利用CAN接口设备采集总线报文和发送仿真报文，CAN接口设备是通过CANoe仿真界面的仿真节点定义其发送报文的ID、DLC、数据场中的数据及报文发送周期，CAN接口设备遵循CANoe仿真节点定义的报文特性发送出相应的报文。
对CANoe仿真界面进行具体设置，在仿真界面建立一个仿真节点，设置报文ID为：0x555、DLC为5；数据场的每个字节数据均为0x55，发送周期为10ms；设置CAN接口设备对应通道的采样点为50％。
同时，利用CAN接口设备采集总线上每一时刻的报文信息，CAN接口设备将数据传输给PC，PC通过CANoe显示出任意时刻的报文情况。
在上述的CAN接口设备发送和采集工作准备完毕后，既可开始利用CAN干扰仪干扰CAN总线上CAN接口设备所发出来的仿真报文，CAN总线干扰仪依次对CAN接口设备发出报文的RTR位采样点为100％-6.25％的位置上进行干扰，在标准格式中，报文的起始位称为帧起始(SOF)，然后是由11位标识符和远程发送请求位(RTR)组成的仲裁场。RTR位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节；干扰之后使其显性电平变成隐性电平，数据帧的RTR位为显性电平，远程帧的RTR位为隐性电平。
对CAN干扰仪的具体设置与测试过程如图2所示，设定CANStress的采样点为50％，在CANStress的Bit field trigger界面设置干扰报文的ID为0x555，干扰报文的RTR位。然后在CANStress的Disturbance界面配置以下信息：干扰模式为：有限次干扰。干扰方式为：干扰20次，每次干扰20帧，每次干扰时间间隔为500ms。参数选择为“BTL cycles”，并将Disturbance sequence中填充为“uuuuuuuuuuuuuuuu”(共16个u)；
在CANStress的Disturbance界面中的Disturbance sequence序列里的最后一个u改为1(即：“uuuuuuuuuuuuuuu1”)。闭合电源开关S，启动CANoe发送仿真报文，然后启动CAN总线干扰仪进行干扰；
在干扰的同时，CAN接口设备将总线上每一时刻的报文信息等数据传输给PC，PC通过CANoe的Trace界面显示出任意时刻的报文情况。
若所述CANoe的Trace界面中未检测到错误帧，则依次停止CAN干扰仪和CANoe，将Disturbance sequence中的“1”向左挪动一位，既“uuuuuuuuuuuuuulu”，启动CANoe发送仿真报文，然后启动CAN干扰仪进行干扰；
若所述CANoe的Trace界面中未检测到错误帧，则依次停止CAN干扰仪和CANoe，将CANStress的Disturbance界面中的Disturbance sequence的倒数第二个u变为1(即：“uuuuuuuuuuuuuu1u”)，再次启动CANoe和CAN干扰仪，进行测试；以此类推(直至Disturbance scqucnce中填充变为“1uuuuuuuuuuuuuuu”；
若所述CANoe的Trace界面中检测到错误帧，CAN干扰仪干扰结束后，依次停止CAN干扰仪和CANoe，分析CANoe的Trace界面的数据并记录，同时记录此时Disturbancesequence中1所在的位置，继续将CANStress的Disturbance界面中的Disturbancesequence中1的位置向左移一位，继续启动CANoe和CAN干扰仪，进行测试，以此类推(直至CANoe的Trace界面中不在检测到错误帧，则停止测试)；
分析每次干扰后所记录的数据，若数据中出现20簇连续的20个错误帧或连续性错误帧且错误帧的数量最多时(即：错误帧最为严重的干扰位置)，则可判断此时CAN总线干扰仪干扰RTR位时的采样点位置为被测CAN节点的采样点。计算采样点位置：SP＝(最严重错误帧状态下Disturbance sequcnce中1所在的位置)/16。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种CAN总线采样点测试的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A：通过PC端的CANoe配置CAN接口设备；
B：通过PC端的CANStress配置CAN干扰仪；
C：通过CAN接口设备采集CAN总线报文及发送仿真报文，CAN接口设备采集CAN总线上每一时刻存在的报文，将所采集到的报文信息传输至PC端，PC端通过CANoe的Trace界面显示总线报文信息；
D：通过CAN干扰仪进行干扰，使所述仿真报文的RTR位的指定位置的显性电平变成隐性电平，得出测试数据；
E：通过所述测试数据计算出采样点位置；
所述步骤D包括以下步骤：
D1：在CANStress的Disturbance界面上将Disturbance sequence中填充为“uuuuuuuuuuuuuuu1”，启动CANoe发送仿真报文，然后启动CAN干扰仪进行干扰；
D2：若所述CANoe的Trace界面中未检测到错误帧，则依次停止CAN干扰仪和CANoe，将CANStress的Disturbance界面中Disturbance sequence中的“1”向前挪动一位，既“uuuuuuuuuuuuuu1u”, 启动CANoe发送仿真报文，然后启动CAN干扰仪进行干扰，以此类推直至Disturbance sequence中填充变为“1uuuuuuuuuuuuuuu”；
D3：若所述CANoe的Trace界面中检测到错误帧，CAN干扰仪干扰结束后，依次停止CAN干扰仪和CANoe，分析CANoe的Trace界面的数据并记录，同时记录此时Disturbance sequence中1所在的位置，继续将CANStress的Disturbance界面中的Disturbance sequence中1的位置向左移一位，继续启动CANoe和CAN干扰仪，进行测试，直至停止测试；
D4：分析每次干扰后所记录的数据，若数据中出现20簇连续的20个错误帧或连续性错误帧且错误帧的数量最多时，则可判断此时CAN总线干扰仪干扰RTR位时的采样点位置为被测CAN节点的采样点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：
A1：在CANoe上设置CAN接口设备对应通道的采样点为50%；
A2：在CANoe的仿真界面建立与所述CAN接口设备对接的仿真节点；
A3：在所述仿真节点中配置一帧仿真报文；
A4：所述仿真报文的ID为0x555；
A5：所述仿真报文的DLC为5；
A6：所述仿真报文的数据场的每个字节数据均为0x55；
A7：所述仿真报文的周期为10ms。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：
B1：设定CANStress采样点为50%；
B2：在CANStress的Bit field trigger界面上设定CAN干扰仪干扰的报文ID为0x555；
B3：在CANStress的Bit field trigger界面上设定CAN干扰仪干扰所述报文的RTR位;
B4：在CANStress的Disturbance界面上设定干扰模式为：有限次干扰；
B5：在CANStress的Disturbance界面上设定干扰方式为：干扰20次，每次干扰20帧；
B6：在CANStress的Disturbance界面上设定每次干扰的时间间隔为500ms；
B7：在CANStress的Disturbance界面上设定参数选择为“BTL cycles”。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算采样点位置：记录的所有数据中出现20簇连续的20个错误帧或连续性错误帧且错误帧的数量最多时，记录下的Disturbancesequence中1所在的位置，计算采样点位置：SP =最严重错误帧状态下的Disturbancesequence中1所在的位置/16。
5.一种用于实现权利要求1至4中任一项所述的CAN总线采样点测试的方法的装置，其特征在于：所述装置包括终端电阻、CAN总线、测试节点、CAN接口设备、CAN总线干扰仪及电源，所述电源连接所述CAN节点，所述CAN总线两端分别连接一个所述终端电阻，所述测试节点、CAN接口设备及CAN总线干扰仪依次并联在所述CAN总线上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述CAN总线上靠近所述测试节点一端的终端电阻可直接设置于所述CAN总线上，或可以设置于所述测试节点中。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述终端电阻包括两个60Ω大小的电阻及一个100nF大小的电容，所述两个60Ω的电阻的连接方式为串联，所述串联后的电阻并联与CAN总线上，所述电容一端连接在所述串联电阻的连接点上，另一端接入所述电源的负极。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电源为12V稳压直流电源。
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