为什么CAN一致性测试中这几项如此重要？
时间：2021-08-19 15:07:55
[导读]CAN一致性测试在于缩小CAN总线节点间的差异，提高总线抗干扰能力，从而保障设备CAN网络系统的稳定。因此，CAN节点一致性测试就显得尤为重要，本文将重点对几个测试项进行讲解。零部件CAN节点质量的良莠不齐将给CAN总线网络带来较大的安全隐患，某个节点的错误将影响整体总线的正常运...
CAN一致性测试在于缩小CAN总线节点间的差异，提高总线抗干扰能力，从而保障设备CAN网络系统的稳定。因此，CAN节点一致性测试就显得尤为重要，本文将重点对几个测试项进行讲解。零部件CAN节点质量的良莠不齐将给CAN总线网络带来较大的安全隐患，某个节点的错误将影响整体总线的正常运行，严重时可能导致整体总线的瘫痪。所以，CAN一致性测试是保障CAN网络安全稳定的必要手段，其测试内容覆盖了物理层、链路层以及应用层等测试需求，如下图1所示。
图1 CAN一致性测试内容（节选） 输入阈值测试阈值测试分为隐性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；因此测试目的是为了验证节点在ISO11898-2中标示的输入电压阈值范围内均可以通讯，下图2为ISO11898-2中的相关标准。图2 ISO11898-2 输入电压阈值标准1、测试原理在图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，按照下图3隐性输入电压测试原理和图4显性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3 隐性输入电压测试原理 图4 显性输入电压测试原理2、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。
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通讯错误；显性状态下，若CAN_diff电压低于0.5V，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；如下图5为输出电压幅值引起的错误。图5 输出电压幅值导致错误所以，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，如下图6所示。
图6 ISO11898-2 输出电压标准1、测试原理在图6 ISO11898-2输出电压标准所示的总线负载条件下，按照图7输出电压测试原理的测试原理进行输出电压测试。
图7 输出电压测试原理图2、判断依据如果测试结果符合图6 ISO11898-2输出电压标准中ISO 11898-2输出电压标准，则通过测试。
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。1、测试原理启动CANstress接收报文干扰功能，如图8CANstress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8 采样点测试原理2、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%。
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。图9 位宽度容忍测试条件标准1、测试原理使用位宽容忍度测试功能，如图10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10 位宽容忍度测试2、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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