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為什么主機(jī)廠(chǎng)愈來(lái)愈重視CAN一致性測(cè)試?


  來(lái)源: 致遠(yuǎn)電子 時(shí)間:2018-05-29 編輯:夏嬋
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CAN一致性測(cè)試,就是要求整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)都滿(mǎn)足CAN總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)規(guī)范要求,縮小CAN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)差異,保證CAN網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境穩(wěn)定,有效提高CAN網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。

那主機(jī)廠(chǎng)為什么愈來(lái)愈重視CAN一致性測(cè)試呢?

一、整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

以往的傳統(tǒng)車(chē)的CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較少,如儀表、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU等。但隨著新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展,整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)演變得極為復(fù)雜,現(xiàn)在新能源汽車(chē)內(nèi)部CAN節(jié)點(diǎn)已經(jīng)高達(dá)60個(gè),細(xì)分為多個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),如車(chē)身部含有空調(diào)、車(chē)門(mén)、導(dǎo)航等節(jié)點(diǎn),安全系統(tǒng)又含有氣囊、引爆管等節(jié)點(diǎn)。

二、CAN總線(xiàn)不一致的危害

復(fù)雜的CAN網(wǎng)絡(luò),各個(gè)節(jié)點(diǎn)質(zhì)量良莠不齊會(huì)對(duì)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在較大的安全隱患,通常會(huì)因?yàn)槠渲心骋粋€(gè)節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤進(jìn)而影響整體總線(xiàn)正常運(yùn)行,乃至導(dǎo)致整體總線(xiàn)的癱瘓。

1、總線(xiàn)癱瘓

比如一個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)包含節(jié)點(diǎn)A、B、C,節(jié)點(diǎn)A差分電壓是1.2V,而節(jié)點(diǎn)B的差分電壓是2.0V,節(jié)點(diǎn)C差分電壓是1.8V。當(dāng)整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)工作在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下,環(huán)境的共模干擾串?dāng)_到CAN總線(xiàn)中會(huì)使節(jié)點(diǎn)A的差分電壓影響到0.9V以下,導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)從顯性電平翻轉(zhuǎn)成為隱性電平,進(jìn)而導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)A工作故障,頻繁發(fā)出錯(cuò)誤幀。在CAN總線(xiàn)中,錯(cuò)誤幀雖然不被接收,但是依然占用總線(xiàn)傳輸時(shí)間,所以導(dǎo)致其他正常節(jié)點(diǎn)發(fā)送延遲或者無(wú)法發(fā)送,影響整車(chē)CAN總線(xiàn)正常運(yùn)行環(huán)境。

解決方案:主機(jī)廠(chǎng)必須要求節(jié)點(diǎn)A、B、C的工作電壓必須要工作在1.8V,乃至2.0V,這個(gè)問(wèn)題便得以解決。

錯(cuò)誤幀占用總線(xiàn)

2、波特率不一致導(dǎo)致CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)死機(jī)

位時(shí)間(位寬)和波特率是CAN總線(xiàn)通訊的最基本要素。位時(shí)間=1/波特率,比如波特率是500k,那位時(shí)間是2us。在相同的CAN總線(xiàn)采樣頻率下,當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的位時(shí)間發(fā)生抖動(dòng)時(shí),即位時(shí)間為1.8us或者2.2us,將導(dǎo)致采樣點(diǎn)的邏輯判斷出現(xiàn)異常,出現(xiàn)總線(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)死機(jī)。

解決方案:在CAN網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入階段,如果對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行規(guī)范化,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位時(shí)間必須滿(mǎn)足t=2us±3%,那么CAN網(wǎng)絡(luò)的位時(shí)間將高度一致,則可以從CAN總線(xiàn)物理層進(jìn)行規(guī)避該問(wèn)題。

波特率抖動(dòng)導(dǎo)致位時(shí)間變化

3、顯性閾值電平錯(cuò)誤判斷導(dǎo)致整車(chē)網(wǎng)絡(luò)故障

通常而言,CAN總線(xiàn)判斷顯隱性的機(jī)制如下:在差分電平大于0.9V時(shí),為顯性電平;而在小于0.5V時(shí),為隱性電平,其中在05V至0.9V之間為不確定區(qū)域。但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中,CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)在差分電平為0.9V時(shí),依然判斷為隱性,則出現(xiàn)位邏輯判斷錯(cuò)誤,進(jìn)而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)發(fā)出錯(cuò)誤幀,使總線(xiàn)陷入網(wǎng)絡(luò)故障狀態(tài)。

解決方案:如在CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)入階段,對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行顯性閾值測(cè)試,利用電壓源將差分電壓升高至0.9V,,保證所有節(jié)點(diǎn)在此差分電壓都能判斷為顯性,并且停止發(fā)送報(bào)文,將減少該總線(xiàn)故障問(wèn)題出現(xiàn),并且減輕CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的工作量。

因此,為了保證CAN總線(xiàn)穩(wěn)定,必須進(jìn)行對(duì)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行CAN一致性測(cè)試。那作為CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體設(shè)計(jì)者,CAN一致性測(cè)試內(nèi)容有哪些,如何通過(guò)CAN一致性測(cè)試進(jìn)行保證CAN總線(xiàn)的穩(wěn)定?

三、CAN一致性測(cè)試內(nèi)容及解決方案

1、CAN一致性測(cè)試內(nèi)容

在國(guó)內(nèi),大部分的主機(jī)廠(chǎng)都有CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試規(guī)范,主要內(nèi)容包括物理層、鏈路層以及應(yīng)用層。

物理層:通信介質(zhì)的物理特性,如幅值、邊沿時(shí)間等,是最重要的部分。

鏈路層:規(guī)定在介質(zhì)上傳輸?shù)呐帕泻徒M織,如幀結(jié)構(gòu);

應(yīng)用層:在用戶(hù)、軟件、網(wǎng)絡(luò)終端之間進(jìn)行信息交換,客戶(hù)自定義內(nèi)容較多。

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