淺談ISO11898 汽車(chē)CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試

馬齊成，李銷(xiāo)

（廣州汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司 汽車(chē)工程研究院，廣東 廣州 511434）

1 前言

在汽車(chē)電子控制單元ECU 內(nèi)部采用CAN 總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到信息共享、減少布線(xiàn)、降低成本以及提高總體可靠性的目的?；趪?guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11898 的測(cè)試規(guī)范，得到了眾多車(chē)廠(chǎng)及汽車(chē)零部件公司的認(rèn)可，其測(cè)試結(jié)果可以充分驗(yàn)證CAN 總線(xiàn)信號(hào)質(zhì)量，主要體現(xiàn)在下面三個(gè)方面：

（1）能對(duì)CAN 節(jié)點(diǎn)的電阻、電容、通信電平、時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行充分評(píng)估。

（2）能驗(yàn)證CAN 節(jié)點(diǎn)物理層的電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)能力等方面的性能。

（3）提供確認(rèn)總線(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)及改善既有設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

2 CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試介紹

CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試分為兩類(lèi)：CAN 總線(xiàn)隱性電壓測(cè)試和CAN 總線(xiàn)顯性電壓測(cè)試，及CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的測(cè)試。

2.1 CAN 總線(xiàn)隱性電壓測(cè)試

CAN 總線(xiàn)隱性電壓測(cè)試的測(cè)試原理圖如圖1。在實(shí)際測(cè)試中，常用高精度示波器或CAN 總線(xiàn)分析儀來(lái)測(cè)量CAN 總線(xiàn)的電壓。采用示波器的兩個(gè)通道分別測(cè)試CAN 總線(xiàn)的CAN_H 和CAN_L 對(duì)于信號(hào)地的電壓。計(jì)算CAN_diff（CAN _H - CAN_L）的電壓值，并與圖2 中的電壓評(píng)判范圍做比較，判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)測(cè)試得到的信號(hào)電壓值在圖2 電壓評(píng)判范圍內(nèi)，則說(shuō)明CAN_H 和CAN_L 信號(hào)質(zhì)量OK；反之則不OK。

2.2 CAN 總線(xiàn)顯性電壓測(cè)試

CAN 總線(xiàn)顯性電壓測(cè)試的測(cè)試原理如圖3，在實(shí)際測(cè)試中，常用高精度示波器或CAN 總線(xiàn)分析儀來(lái)測(cè)量CAN 總線(xiàn)的電壓。在ECU 的CAN_H 和CAN_L 間連接測(cè)試電阻（圖3 中的Rtest，應(yīng)為100～130Ω之間），若已連接100～130Ω的終端電阻則無(wú)須再連接Rtest。測(cè)量發(fā)送報(bào)文顯性位時(shí)，CAN_H、CAN_L 對(duì)于信號(hào)地的電壓（圖3 中的2 端口）以及計(jì)算CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的電壓值，并與圖4中的電壓評(píng)判范圍做比較，判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)測(cè)試得到的信號(hào)電壓值在圖4 電壓評(píng)判范圍內(nèi)，則說(shuō)明CAN_H和CAN_L 信號(hào)質(zhì)量OK；反之則不OK。

圖3 ISO 11898-2-2003 顯性輸出電壓測(cè)試

圖4 ISO 11898-2-2003 顯性性輸出電壓測(cè)試評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

3 CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試實(shí)戰(zhàn)

在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，需要注意的是：在測(cè)試CAN_H 以及CAN_L 的電壓值時(shí)，必須引出電子控制單元的CAN_GND（總線(xiàn)信號(hào)地）才能正確進(jìn)行CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試。為了更清楚直觀的了解CAN 總線(xiàn)的電壓測(cè)試，這里舉個(gè)例子，以下是用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN 總線(xiàn)的測(cè)試結(jié)果。

3.1 CAN_H 總線(xiàn)實(shí)戰(zhàn)測(cè)試

采用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN-H 總線(xiàn)，用示波器探頭探測(cè)CAN-H 和CAN_GND，調(diào)節(jié)示波器幅度和時(shí)間，得到下面圖5 CAN_H 一幀報(bào)文的的測(cè)試波形。

圖5 CAN_H 一幀報(bào)文截圖

從上圖5 可以看出，①紅框內(nèi)為CAN_H 顯性位電壓，其電壓值如③紅框內(nèi)數(shù)值：3.56V；②紅框內(nèi)為CAN_H 隱性位電壓，其電壓值如④紅框內(nèi)數(shù)值：2.39V。通過(guò)測(cè)試結(jié)果和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果符合圖2 及圖4 中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，故該CAN-H 信號(hào)質(zhì)量判定為OK。

3.2 CAN_L 總線(xiàn)實(shí)戰(zhàn)測(cè)試

采用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN-L 總線(xiàn)，用示波器探頭探測(cè)CAN-L 和CAN_GND，調(diào)節(jié)示波器幅度和時(shí)間，得到下面圖6 CAN_L 一幀報(bào)文的測(cè)試波形。

圖6 CAN_L 一幀報(bào)文截圖

從上圖6 可以看出，①紅框內(nèi)為CAN_L 顯性位電壓，其電壓值如④紅框內(nèi)數(shù)值：1.39V；②紅框內(nèi)為CAN_L 隱性位電壓，其電壓值如③紅框內(nèi)數(shù)值：2.39V。通過(guò)測(cè)試結(jié)果和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果符合圖2 及圖4 中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，故該CAN-L 信號(hào)質(zhì)量判定為OK。

3.3 CAN_diff 總線(xiàn)實(shí)戰(zhàn)測(cè)試

采用力科示波器測(cè)試的音響導(dǎo)航系統(tǒng)的CAN-L、和CAN-H 總線(xiàn)，用示波器探頭探測(cè)CAN-L 和CAN_GND，調(diào)節(jié)示波器幅度和時(shí)間，使用示波器的減法功能，把這兩個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行相減，得到下面圖7 CAN_diff 一幀報(bào)文的測(cè)試波形。

圖7 CAN_diff 一幀報(bào)文截圖

從上圖7 可以看出，①紅框內(nèi)為CAN_diff 顯性位電壓，其電壓值如③紅框內(nèi)數(shù)值：2.14V；②紅框內(nèi)為CAN_diff 隱性位電壓，其電壓值如④紅框內(nèi)數(shù)值：14.60mV。通過(guò)測(cè)試結(jié)果和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)做對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果符合圖2 及圖4中的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，故該CAN_diff 信號(hào)質(zhì)量判定為OK。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著CAN 總線(xiàn)在汽車(chē)電子應(yīng)用的日益廣泛應(yīng)用，CAN總線(xiàn)測(cè)試技術(shù)會(huì)越來(lái)越重要。CAN 總線(xiàn)輸出電壓測(cè)試項(xiàng)目只是CAN 總線(xiàn)眾多一致性測(cè)試中的一項(xiàng)，通過(guò)示波器或者CAN 分析儀能夠手動(dòng)測(cè)試出來(lái)。CAN 總線(xiàn)電壓測(cè)試是核心，務(wù)必根據(jù)CAN 總線(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保CAN 總線(xiàn)電壓的信號(hào)質(zhì)量。目前關(guān)于CAN 總線(xiàn)的測(cè)試還比較缺乏相關(guān)參考資料，故我們?cè)贑AN 總線(xiàn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中逐步積累經(jīng)驗(yàn)，逐步完成CAN 總線(xiàn)的測(cè)試規(guī)范。