对电动汽车CAN总线收发器进行一致性测试

21世纪电动汽车的全面推出，是汽车工业的一次大革命。自动驾驶技术让交通更加便捷，改变了人类的驾驶习惯。在控制单元高度电子化的车辆架构下，CAN总线是关键的通信接口之一。有三种方法可以评估确保 CAN 总线收发器与车辆环境中具有不同功能的收发器之间的高互操作性的方法：

如图1所示，可以通过三种方式验证CAN总线收发器在相关环境下的性能和互操作性，包括收发器单体电性能、单节点电磁兼容性性能评估和多节点互操作性评估。在收发器单体方面，用于验证其是否满足国际标准化组织(ISO)和国际汽车工程师协会(SAE International)相关标准所要求的电性能. 单节点采用SAE国际标准评估相对环境下的电磁干扰和容限，采用多节点方法评估不同功能收发器在指定通信速率下的互操作性能。除自评方式外，还可以通过国际主流车厂或T1供应商认可的第三方实验室验证评估后获得相关报告。

◎ 一致性测试计划

最新版本的 CAN 总线高速物理层标准是ISO 11898-2:2016 [1]，它定义了使用串行通信协议来支持道路车辆的分布式实时控制和多路复用。除规范其电特性行为外，需参照ISO 16845-2:2018[2] 一致性测试计划标准。一致性测试计划定义了测试的类型和设置。一致性测试是用于测试收发器组件是否符合相关标准以确保产品质量的测试过程，包括静态测试和动态测试。在 CAN 网络中，每个 ECU 的质量不一致会导致错误、网络故障或网络停机等问题。因此，为了保证CAN总线网络的正常安全运行，必须对其组件进行一致性测试。

静态测试是在参考环境中使用预定义的设置进行的，以确保测试结果的高度可重复性和可比性。在测试过程中，检查CAN总线收发器规范的相关参数和电气特性定义的最大值/最小值是否符合标准要求。预期的测试结果必须符合ISO11898-2:2016的电气特性和限值范围。下图 2 显示了测试的默认设置要求，并描述了 DUT 的输入控制信号和输出信号之间的关系。元件周围仅放置电阻和电容，但未放置静电保护元件[1]。(RL = 60Ω±0.6Ω，C1 = 4.7nF±0.235nF & C2 = 100pF±1pF)

动态测试增加了高速 CAN 收发器与系统内不同功能收发器的互操作性的可能性和信心。动态测试中包含的类型如下图3所示。设置环境中使用的 CAN 总线协议数据包格式将对数据段使用三种不同的速度，包括 500kbit/s、2Mbit/s 和 5Mbit/s。仲裁段保持在 500kbit/s。例如，AZKN1044T[3] 支持高达 5Mbit/s 的可变高速数据传输。在它的实验组合中，数据段校验只需要2Mbit/s和5Mbit/s，因为仲裁段已经以500kbit/s的速率实现。实际测试项目以CAN收发器本身支持的相关功能为准。例如，

实验评估使用两种网络进行测试，包括同构网络和异构网络。同构网络测试包括8个数据速度为5Mbit/s的网络拓扑节点和16个数据速度为2Mbit/s的网络拓扑结构的节点。异构网络测试是在不同的数据传输速度下混合不同的CAN总线收发器品牌和网络拓扑实验。在异构网络的实验中，可以判断与不同的收发器制造商配合，以及某些部分的电气极限值不同，是否会有不同的测试结果。

此外，在实验中引入了 7 个主要测试程序，这些程序基于正常工作模式、低功耗模式、错误和无错误的所有可能组合。增加故障条件实验，如CANH或CANL信号开路，CANH与CANL相互短路，CANH或CANL对参考地短路，CANH或CANL对电池电源短路，CANH和CANL信号同时断开。. 通过在实际汽车环境中的几种常见故障行为，模拟CAN收发器在故障事件发生并恢复正常情况时是否仍然完好无损，并能够在定义的行为下继续通信。

图4是模拟了第三步模拟了几次故障后，当总线上的所有ECU都处于正常模式时，故障消除并在至少1.5秒后恢复正常，第五步是通过唤醒节点总线系统进入省电模式后。在过程中的步骤 2、4 和 6 结束时，所有节点必须能够执行指定的发送和接收行为。

CAN 总线收发器的完整静态和动态测试计划代表了系统中存在各种收发器时互操作性的可信度。减少系统开发工程师的评估时间，获得汽车厂商的高估价。

◎ 结论

AZKN1044T [3] 是一款符合ISO11898-2:2016标准的车规级 CAN 总线收发器，支持高达 5Mbps 的可变数据速率以及本地和远程总线唤醒系统。此外，收发器的总线端口还提供70V误触发保护，同时提供ISO10605和ISO7637系列的内部浪涌抑制能力。已取得德国实验室C&S(Communication & systems group)验证报告，可提供给客户，见图5。我们坚信通过坚实的产品验证体系与第三方实验室合作，将为您的产品加分，创造双赢局面。