關(guān)鍵詞：汽車(chē)總線、CAN、LIN、FlexRay，MOST

 

    集成電路和單片機(jī)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，使汽車(chē)上的電子控制單元越來(lái)越多，例如電子燃油噴射裝置、防抱死制動(dòng)裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門(mén)窗裝置和主動(dòng)懸架等。如果仍采用常規(guī)布線方式，即電線一端與開(kāi)關(guān)相接，另一端與用電設(shè)備相通，將導(dǎo)致車(chē)上電線數(shù)目急劇增加，同時(shí)復(fù)雜電路也降低了汽車(chē)可靠性，增加了維修難度。為解決這一問(wèn)題，并適應(yīng)汽車(chē)功能不斷增加、可靠性要求不斷提高以及價(jià)格不斷下降的趨勢(shì)，越來(lái)越多的電子控制單元(ECU)將被引入到汽車(chē)工業(yè)中。目前，在高端汽車(chē)中一般會(huì)有50個(gè)以上的ECU。為了使這些ECU能夠在一個(gè)共同的環(huán)境下協(xié)調(diào)工作，也為了進(jìn)一步降低成本，人們?cè)O(shè)計(jì)了針對(duì)汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)的總線協(xié)議。

　　
    目前，全世界有多達(dá)40多種車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：控制區(qū)域網(wǎng)CAN、局部互聯(lián)協(xié)議LIN(Local Interconnect Protocol)，正在發(fā)展中的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還有高速容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議FlexRay，用于汽車(chē)多媒體和導(dǎo)航的MOST(Media Oriented System Transport，媒體定向系統(tǒng)傳輸)，以及與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)兼容的藍(lán)牙、無(wú)線局域網(wǎng)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)還可以劃分為四個(gè)不同的領(lǐng)域，車(chē)身控制系統(tǒng)、高安全的線控系統(tǒng)、低端控制系統(tǒng)和娛樂(lè)信息系統(tǒng)，每個(gè)領(lǐng)域都有其獨(dú)特的要求。

　　
    通過(guò)CAN、LIN、FlexRay、MOST等總線構(gòu)建車(chē)載電子系統(tǒng)，測(cè)試工作是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)通過(guò)串行總線進(jìn)行通信時(shí)，產(chǎn)生的錯(cuò)誤主要分為兩種：(1)由于電氣信號(hào)不穩(wěn)定、電子干擾而導(dǎo)致的物理層錯(cuò)誤；(2)由于控制芯片發(fā)出的信號(hào)不正確而導(dǎo)致的協(xié)議錯(cuò)誤。廣州智維電子科技有限公司的ＣＡＮ總線分析儀能很方便的對(duì)汽車(chē)ECU的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，將該測(cè)試儀一端與ECU上相關(guān)總線接口相連接（如OBD口），另一端與電腦的通訊接口相連（如USB口），然后就可以對(duì)相應(yīng)的ＣＡＮ總線信號(hào)進(jìn)行讀取和分析了（也有通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通訊的產(chǎn)品）。而電腦上又有專門(mén)的CAN總線信號(hào)分析軟件，智維的CAN總線分析儀支持多種CAN總線分析軟件如下表所示：（根據(jù)不同的型號(hào)可能有所差別）

􀁺 Kvaser CanKing （隨分析儀附送）	􀁺 Ficosa CANica
􀁺 Warwick X-Analyser	􀁺 National Instruments DIAdem
􀁺 ATI Apollo	􀁺 National Instruments LabVIEW
􀁺 ATI CANlab	􀁺 VAT 2000
􀁺 ATI Vision	􀁺 Vector CANoe
􀁺 Vector CANalyzer	􀁺 Vector CANape
􀁺 Xtm

智維的CAN總線分析儀有多種型號(hào)，可以分別支持USB ，PCI，PCMICA，ISA，以及PC104+等PC通訊接口，這些型號(hào)的接口又有單通道、雙通道，四通道和高速、低速之分。

部分型號(hào)的產(chǎn)品通過(guò)MagiSync（專利技術(shù)）技術(shù)無(wú)需另外的硬件聯(lián)接就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口之間精確的時(shí)鐘同步，可以同時(shí)測(cè)的多個(gè)ECU的信號(hào)并進(jìn)行對(duì)比分析。每個(gè)CAN消息最高可達(dá)到1μs的時(shí)間標(biāo)簽(time stamp) 精度。每秒可以處理高達(dá)消息數(shù)20000個(gè)。具有自動(dòng)發(fā)送緩存器，在定義時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)送消息;有自動(dòng)響應(yīng)緩存器，在定義事件觸發(fā)時(shí)發(fā)送消息。支持分析工具的“只聽(tīng)”模式；帶標(biāo)簽的CAN通道，方便于識(shí)別多通道CAN總線的物理層；支持11位標(biāo)識(shí)符(CAN 2.0A)的標(biāo)準(zhǔn)幀和29位標(biāo)識(shí)符(CAN 2.0B active)的擴(kuò)展幀等等優(yōu)越性能為車(chē)載總線的開(kāi)發(fā)測(cè)試提供了完整、優(yōu)越、方便的解決方案。如下圖：

CAN總線的控制器是根據(jù)CAN_H和CAN_L兩根線上的電位差來(lái)判斷總線電平。總線電平分為顯性電平和隱性電平，二者必居其一。發(fā)送方通過(guò)使總線電平發(fā)生變化，將消息發(fā)送給接收方，如下圖所示：

在CAN協(xié)議中，所有的消息都以固定的格式發(fā)送。總線空閑時(shí)，所有與總線相連的單元都可以開(kāi)始發(fā)送新消息。兩個(gè)以上的單元同時(shí)開(kāi)始發(fā)送消息時(shí)，根據(jù)標(biāo)識(shí)符(Identifier以下稱為ID)決定優(yōu)先級(jí)。ID并不是表示發(fā)送的目的地址，而是表示訪問(wèn)總線的消息的優(yōu)先級(jí)。兩個(gè)以上的單元同時(shí)開(kāi)始發(fā)送消息時(shí)，對(duì)各消息ID的每個(gè)位進(jìn)行逐個(gè)仲裁比較。仲裁獲勝(被判定為優(yōu)先級(jí)最高)的單元可繼續(xù)發(fā)送消息，仲裁失利的單元?jiǎng)t立刻停止發(fā)送而進(jìn)行接收工作。在汽車(chē)總線系統(tǒng)中，ABS、SAS、ECM等單元就是通過(guò)這種總線規(guī)則協(xié)調(diào)工作，共同完成對(duì)汽車(chē)的控制。

對(duì)于CAN總線測(cè)試，首先要求能夠捕捉到相應(yīng)的波形。智維的總線分析儀提供了強(qiáng)大的觸發(fā)功能，包括幀起始觸發(fā)、ID/Data條件觸發(fā)、遠(yuǎn)程幀/錯(cuò)誤幀觸發(fā)等，使工程師可以在幀通信開(kāi)始、出現(xiàn)相應(yīng)ID或數(shù)據(jù)(包括ID和數(shù)據(jù)的組合)、發(fā)送遠(yuǎn)程幀或錯(cuò)誤幀時(shí)，及時(shí)捕捉到需要的波形，并且可以實(shí)時(shí)進(jìn)行解碼，并在解析窗口實(shí)時(shí)顯示ID、Data所代表的信息，這樣就可以非常直觀地分析、監(jiān)測(cè)總線上正在傳送的數(shù)據(jù)內(nèi)容；解析窗口顯示序號(hào)、幀類型、時(shí)間、ID(或DBC數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的ID信息)、DLC、數(shù)據(jù)(或DBC數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的數(shù)據(jù)含義)、CRC校驗(yàn)、ACK等全部通信內(nèi)容。