CAN节点的一致性测试最重要的几个测试项进行一一讲解

CAN一致性测试在于缩小CAN网络中节点差异，保证CAN网络的环境稳定，有效提高CAN网络的抗干扰能力；因此，CAN节点的一致性测试就显得尤为重要，本文将对最重要的几个测试项进行一一讲解。

随着新能源、智能网联等概念发展，车身CAN总线环境变得复杂及紊乱，CAN节点质量不稳定给主机厂安全性带来极大威胁。所以，CAN一致性测试已成为保证CAN网络安全运行的重要手段，CAN一致性测试内容覆盖了物理层、链路层、应用层等测试需求，如表1CAN一致性测试内容（节选）所示；其中包括了输入阈值、输出电压、采样点、位宽容忍度重点测试项目。

表1 CAN一致性测试内容（节选）

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输入阈值测试

阈值测试分为隐形输入电压阈值和显性输入电压阈值。

节点Vdiff大于0.9V时必须识别显性，小于0.5V时必须识别隐性，在0.5V~0.9V之间，属于不确定区域;

Vdiff≤0.5V时，节点可以正常发送报文，否则说明节点工作处于异常状态；

Vdiff＞0.9V时，节点必须停止发送，如果不停止，说明节点依然识别成隐性电平，存在电平判断的误判；所以对设备进行输入阈值测试显得尤为重要。

测试目的在于检查 DUT 的 CAN_H 与 CAN_L 的显/隐性输入电压阈值是否遵守 ISO 11898-2 的定义。具体输入电压阈值标准如表2 ISO 11898-2 输入电压阈值标准所示。

表2 ISO 11898-2 输入电压阈值标准

测试原理：

在表2 ISO 11898-2 输入电压阈值标准所示的总线负载和共模电压条件下，按照图1隐性输入电压测试原理和图2显形输入电压测试原理的测试原理进行隐/显性输入电压阈值测试。

图1 隐性输入电压测试原理

图2 显形输入电压测试原理

判断依据：

DUT 在 Vdiff≤0.5V（用户可自定义设置该范围） 时，可以正常发送报文。至少在 Vdiff>0.9V （用户可输入）的情况下，DUT 应该停止发送帧。

2

输出电压测试

CAN总线上面的信号幅值是接收节点能正确识别逻辑信号的保证；隐性状态下，若CAN_diff电压大于0.9V，则会使总线呈现持续显性状态，导致总线瘫痪；显性状态下，若CAN_diff电压低于1.5V，说明该节点驱动能力较弱，会导致显性电平判断错误，并且在强干扰环境容易出现电平翻转，导致总线故障；如图3  输出电压幅值引起错误所示。  

图3 输出电压幅值引起错误

所以，每个厂家在产品投入使用前都要测试CAN节点DUT（被测设备）的输出电压幅值。测试目的就是检查DUT的CAN_H与CAN_L的隐性/显性输出电压是否遵守ISO11898-2的定义如表3  ISO11898-2输出电压标准为测试标准ISO 11898-2输出电压标准。

表3 ISO11898-2输出电压标准

测试原理：

在表3 ISO11898-2输出电压标准所示的总线负载条件下，按照图4  输出电压测试原理的测试原理进行输出电压测试。

图4 输出电压测试原理

判断依据：

如果测试结果符合表3  ISO11898-2输出电压标准中ISO 11898-2输出电压标准，则通过测试。

3

采样点测试

采样点是接收节点判断信号逻辑的位置，CAN通讯属于异步通讯，需要通过不断的重新同步才能保证接收节点的采样准确；若采样点太靠前，则因为线缆原因，容易发生采样错误；若采样点太靠后，则因为SJW原因，会引起接收节点同步跳转宽度的调整（调整自身时钟进行匹配），调整不好就容易出现错误；所以对CAN节点进行采样点的测试显得尤为重要。

采样点测试目的用于检查DUT发送的CAN报文信号的采样点是否遵守规范要求；

测试原理：

启动CANstress接收报文干扰功能，如图5CANstress接收报文干扰功能所示。从位时间的45%位置，每次干扰递增1%，直至100%；通过统计记录CANScope-Pro的错误报文，出现错误报文的干扰点则等于采样点。

图5 CANstress接收报文干扰功能

判断依据：

DUT发送的CAN报文信号的采样点应处于规范定义的范围内：75%≤SP≤83.4%。

4

位宽容忍度测试

容忍度表示波特率范围（位时间范围），调大容忍度可以利于接收其它节点的报文；采样点和容忍度是评价CAN节点适应性的重要因素。SJW（同步跳转宽度）决定了接收节点是否能有比较好的兼容性，如果接收节点SJW对波特率调整不好，就会导致位宽容忍度不足，出现错误；所以位宽容忍度测试也是保证信号稳定性的重要测试项目之一。

位宽容忍度测试用于检查DUT发送的CAN报文的位宽容忍度是否遵守 ISO 11898-2 的定义。

测试原理：

使用位宽容忍度测试功能，如图6  位宽容忍度测试所示。以DUT波特率为标准，配置波特率偏差逐渐增加1%，向CAN网络发送报文；判断网络有无报文错误信息反馈，若有错误反馈，则结束测试，并判断结果是否在标准区间内。

图6 位宽容忍度测试

判断依据：

位宽容忍度范围应至少符合-4≤SJW≤4%(用户可设置该范围)。

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CANDT一致性测试系统

ZLG致远电子发布的CANDT一致性测试系统可自动化完成CAN节点物理层、链路层及应用层一致性测试，是当前CAN总线测试领域唯一能够进行完善的物理层自动化测试并导出报表的仪器设备。避免了人工测量统计的误差，同时配合自动化测试的方式，减少了测试时间的浪费，提高了测试的准确度，极大节约了人工成本。

用户可在软件页面勾选需要的测试项目，进行全自动化测试，如果只想测试输出电压，单独勾选电压测试项即可。测试完成后，用户可导出自动化测试报告，如表4  测试报告所示。根据测试报告，还可以跟踪测试条目的标准出处、测试步骤以及判断依据等，主机厂可以依据此报告评估CAN节点质量，作为主机厂准入依据，并保证整车CAN网络环境的稳定。

表4 测试报告

CANDT一致性测试系统基于CANScope底层分析能力，集成示波器、电源等必要设备，可覆盖主机厂CAN一致性测试标准，为主机厂及零部件企业建立CAN总线测试及保障体系。