CAN單節點網絡自動化測試概述與應用

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.中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300）

隨著汽車電子技術的不斷發展，在汽車行業中，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被開發了出來，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，傳感器和導線的數量越來越多，這使得汽車上的電子控制設備越來越多，控制也越來越復雜［1］。CAN網絡的高性能和可靠性不僅被廣泛應用到工業的各行各業，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出面向汽車的CAN通信協議，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絡的標準協議。如今越來越多的主機廠選擇CAN網絡作為整車通信的主要方式，為保證供應商開發出來的CAN網絡控制器模塊的硬件和軟件滿足各自主機廠根據國際標準而定制出的產品規范要求，需要對控制器模塊進行CAN網絡相關測試，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單節點網絡自動化測試系統，該系統具有自動化程度高、可靠性高、通用性強、靈活性好、測試效率高等優點。

圖1 測試系統整體結構

1 系統結構簡介

CAN單節點網絡自動化測試系統由測試臺架、通用型網絡自動化測試機柜和測試管理系統共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新建或配置對應的測試用例，開始運行已經編寫好的程序，即可對CAN單節點控制器模塊的CAN網絡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控，測試報告結果顯示直觀可靠，如想進一步仔細分析研究測試現象和結果，可點擊測試記錄鏈接直接跳轉到測試記錄文件夾進行查看。

2 硬件集成

本文描述的CAN單節點網絡自動化測試系統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，將復雜的測試環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環境下的CAPL語言編寫，將復雜的測試邏輯及數據分析處理過程通過類C代碼的測試腳本實現自動化測試；CANstress軟件預先設置好測試配置，在測試過程中可被調用從而模擬實現對CAN總線信號的干擾。

圖2 自動化測試機柜操作流程圖

4 系統應用簡介

CAN單節點網絡自動化測試系統通過軟硬件的協調配合，能夠實現由配置文件 （如：測試配置表、測試用例表及數據庫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單節點網絡測試的快捷化、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限管理、創建測試任務、執行測試任務、測試報告及數據管理、上傳下載等功能。測試前配置可針對不同車型的不同節點的通信策略和測試規范創建測試文件。

CAN單節點網絡測試從整車網絡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絡的應用上，所以CAN單節點的測試環境根據實車的環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，數據鏈路層，網絡管理層，應用層等，具體測試項見表3。

表3 網絡測試項目

5 結束語

CAN單節點自動化測試系統的使用，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，而且使測試更加規范化、標準化，減少由于人為的操作失誤引起的錯誤結果。另外，自動化測試系統開發前期對于一些沒有出現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果，然后繼續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單節點測試過程中，以自動化測試系統測試為主，人工手動驗證測試為輔，對ECU的開發設計階段，或在產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，從而及時完善產品，達到汽車生產的產品要求。

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

不僅如此，以后CAN單節點自動化測試系統與測試數據管理平臺通過網絡連接，從測試流程的管控、測試過程的無縫銜接、測試結果數據、測試問題項自動歸納統計，使測試工作自動化程度邁向更高的階段，相信CAN單節點自動化測試系統會成為汽車技術向前發展的一大助力。