CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)自動化測試概述與應(yīng)用

覃華強，蘇 凱，黃必講

（1.上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007；2.中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300）

隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在汽車行業(yè)中，出于對安全性、舒適性、方便性、低公害、低成本的要求，各種各樣的電子控制系統(tǒng)被開發(fā)了出來，并運用到汽車當中，這使得控制單元之間的信息交換越來越密集，傳感器和導(dǎo)線的數(shù)量越來越多，這使得汽車上的電子控制設(shè)備越來越多，控制也越來越復(fù)雜［1］。CAN網(wǎng)絡(luò)的高性能和可靠性不僅被廣泛應(yīng)用到工業(yè)的各行各業(yè)，而且對于這些“苛刻”的要求，在1986年德國電氣商博世公司開發(fā)出面向汽車的CAN通信協(xié)議，此后，CAN通信通過了ISO 11898及ISO 11519進行了標準化，且在歐洲已是汽車網(wǎng)絡(luò)的標準協(xié)議。如今越來越多的主機廠選擇CAN網(wǎng)絡(luò)作為整車通信的主要方式，為保證供應(yīng)商開發(fā)出來的CAN網(wǎng)絡(luò)控制器模塊的硬件和軟件滿足各自主機廠根據(jù)國際標準而定制出的產(chǎn)品規(guī)范要求，需要對控制器模塊進行CAN網(wǎng)絡(luò)相關(guān)測試，為高效完成這些測試工作，本文在此探討該測試的一種工具，即CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有自動化程度高、可靠性高、通用性強、靈活性好、測試效率高等優(yōu)點。

圖1 測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介

CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)由測試臺架、通用型網(wǎng)絡(luò)自動化測試機柜和測試管理系統(tǒng)共3個主要部分組成，如圖1所示。當需要測試某一個控制器模塊時，根據(jù)模塊的引腳定義說明書，在測試臺架上把所需要連接的接口電路引腳跟測試臺架對應(yīng)接口連接上，隨后在測試控制臺上電腦安裝的測試管理系統(tǒng)新建或配置對應(yīng)的測試用例，開始運行已經(jīng)編寫好的程序，即可對CAN單節(jié)點控制器模塊的CAN網(wǎng)絡(luò)測試項實行自動化測試，對混合信號示波器采集到的CAN信號物理波形分析并截圖保存，對CANoe生成的Trace文件分析并保存，然后自動歸納生成測試報告和測試記錄文件。整個測試過程操作簡單、方便，測試速度快且無需人工實時監(jiān)控，測試報告結(jié)果顯示直觀可靠，如想進一步仔細分析研究測試現(xiàn)象和結(jié)果，可點擊測試記錄鏈接直接跳轉(zhuǎn)到測試記錄文件夾進行查看。

2 硬件集成

本文描述的CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)硬件集成部分主要包括程控電源、正負電源、混合信號示波器、CANstressDR、VN1640、自動化測試配置盒、電腦等，各部分功能見表1。

表1 硬件集成

3 軟件集成

本文描述的測試系統(tǒng)軟件集成主要包括測試管理軟件、CANoe軟件、CANstress軟件，見表2。

表2 軟件集成

測試管理軟件即上位機操作界面由LabVIEW匯編語言編寫，將復(fù)雜的測試環(huán)境配置與測試操作過程集成于測試管理軟件中；測試腳本代碼在CANoe環(huán)境下的CAPL語言編寫，將復(fù)雜的測試邏輯及數(shù)據(jù)分析處理過程通過類C代碼的測試腳本實現(xiàn)自動化測試；CANstress軟件預(yù)先設(shè)置好測試配置，在測試過程中可被調(diào)用從而模擬實現(xiàn)對CAN總線信號的干擾。

圖2 自動化測試機柜操作流程圖

4 系統(tǒng)應(yīng)用簡介

CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)通過軟硬件的協(xié)調(diào)配合，能夠?qū)崿F(xiàn)由配置文件 （如：測試配置表、測試用例表及數(shù)據(jù)庫DBC等）到生成文件 （如：測試記錄文件與測試報告等）的自動化過程，最終達到CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)測試的快捷化、標準化。自動化測試機柜操作流程見圖2。

測試管理人員可通過測試控制管理軟件對用戶權(quán)限管理、創(chuàng)建測試任務(wù)、執(zhí)行測試任務(wù)、測試報告及數(shù)據(jù)管理、上傳下載等功能。測試前配置可針對不同車型的不同節(jié)點的通信策略和測試規(guī)范創(chuàng)建測試文件。

CAN單節(jié)點網(wǎng)絡(luò)測試從整車網(wǎng)絡(luò)中抽離單一模塊出來作為測試樣件，隔離其他模塊對它的干擾，但最終目的還是回歸到整車網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用上，所以CAN單節(jié)點的測試環(huán)境根據(jù)實車的環(huán)境來進行盡可能多的模擬測試。測試項目主要包括總線物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)管理層，應(yīng)用層等，具體測試項見表3。

表3 網(wǎng)絡(luò)測試項目

5 結(jié)束語

CAN單節(jié)點自動化測試系統(tǒng)的使用，不僅解放人力和物力上的投入，大大減少測試周期，提高效率，降低成本，而且使測試更加規(guī)范化、標準化，減少由于人為的操作失誤引起的錯誤結(jié)果。另外，自動化測試系統(tǒng)開發(fā)前期對于一些沒有出現(xiàn)過或考慮不到的特殊錯誤情況，測試時有可能是識別不到的未明確的測試問題點，這就需要測試人員進行手動驗證輔助分析測試結(jié)果，然后繼續(xù)對測試軟件進行維護完善，不斷提高軟件的全面性。總之，在CAN單節(jié)點測試過程中，以自動化測試系統(tǒng)測試為主，人工手動驗證測試為輔，對ECU的開發(fā)設(shè)計階段，或在產(chǎn)品完成的測試驗證階段，都可以快速、有效、全面地分析驗證問題，從而及時完善產(chǎn)品，達到汽車生產(chǎn)的產(chǎn)品要求。

隨著在測試過程中日積月累的經(jīng)驗，對測試軟件的不斷優(yōu)化完善，自動化測試系統(tǒng)也越加成熟，將來完全有能力完成更多功能需求和更加復(fù)雜的測試環(huán)境要求的測試任務(wù)。

不僅如此，以后CAN單節(jié)點自動化測試系統(tǒng)與測試數(shù)據(jù)管理平臺通過網(wǎng)絡(luò)連接，從測試流程的管控、測試過程的無縫銜接、測試結(jié)果數(shù)據(jù)、測試問題項自動歸納統(tǒng)計，使測試工作自動化程度邁向更高的階段，相信CAN單節(jié)點自動化測試系統(tǒng)會成為汽車技術(shù)向前發(fā)展的一大助力。