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2018年11月15日 | 技术文章：CAN一致性测试-容错性测试
2018-11-15
CAN总线各节点质量的不一致引发的系统瘫痪、错误、死机等问题，CAN一致性测试已成为保证CAN网络安全运行的重要手段，本文将对CAN总线一致性测试中的容错性测试进行介绍。
CAN一致性测试内容，覆盖了物理层、链路层、应用层等测试需求，容错性能的测试主要是在物理层面，通过地线漂移、地线丢失、电源丢失、CAN线中断、CAN线各短接到地、CAN线各短接到电源、CAN线短路等错误状态模拟，对被测节点和系统工作情况、恢复时间进行整体的考察。
一、测试原理
地线漂移：利用电源不断抬高DUT的GND，测试总线通讯正常时，DUT所允许的地线漂移。
地线丢失：使DUT单独掉地，测试1分钟内DUT是否仍然正常工作。
电源丢失：使DUT单独丢失电源，测试总线是否受到干扰，重接电源后DUT是否能恢复通讯。
CAN线中断：测试在CAN_H断开1分钟，重连后DUT是否能恢复通讯。CAN_L断开1分钟，重连后DUT是否能恢复通讯。CAN_H和CAN_L同时断开1分钟，重连后DUT是否能恢复通讯。
CAN线短接到地线：
测试在CAN_H对地短路1分钟，恢复后DUT是否能恢复通讯；
测试CAN_L对地短路1分钟，恢复后DUT是否能恢复通讯；
测试CAN_H和CAN_L同时对地短路1分钟，恢复后DUT是否能恢复通讯。
CAN线短接到电源线：
测试在CAN_H对电源短路1分钟，恢复后DUT是否能恢复通讯；
测试CAN_L对电源短路1分 钟，恢复后DUT是否能恢复通讯；
测试CAN_H和CAN_L同时对电源短路1分钟，恢复后DUT是否能恢复通讯。
CAN_H与CAN_L短接：测试CAN_H，CAN_L短路1分钟，恢复后DUT是否能恢复通讯。
二、测试接线
本测试使用CANScope-Pro与CANScope-StressZ扩展板，程控电源。需要DUT上电后， 一直发送CAN报文，方便进行测试。其黑色表笔（地）要和DUT的CAN收发器共地。将启用示波器勾去掉，即不使能示波器，这时CANScope的CAN接口即为电气隔离的。如下图所示，进行测试连接。
图1 容错性能测试接线图
三、测试过程
地线漂移：
如果DUT的CAN接口为隔离的，则需要将程控电源电压+-串联入DUT和CANScope的GND连接（黑色表笔）；
如果DUT的CAN接口为非隔离的，则需要将程控电源电压+-串联入DUT供电的GND线。利用程控电源不断抬高电压（一分钟0.1V），从CANScope软件中测试总线出现错误帧时的程控电源电压。
地线丢失：使DUT和CANScope的黑色表笔（GND）断开，单独掉地，测试1分钟内CANScope软件中是否会出现错误帧。如果没有错误帧，则通过测试。
电源丢失：使DUT单独丢失电源，从CANScope测试总线是否受到干扰，重接电源后DUT是否能恢复通讯。如果丢失电源时，有小于等于1个错误帧，且重接电源后，DUT能恢复通讯，则通过测试。
CAN线中断：使用CANScope-StessZ启动后，如图2分别测试CAN_H断开1分钟、CAN_L断开1分钟、CANH和CAN_L同时断开1分钟，如果重连DUT后，都能恢复通讯，则测试通过。
图2 CAN线中断测试图
CAN线短接到地线：将CANScope-StressZ的GND接口与Vdis-连接。如图3分别测试CAN_H对地短路1分钟、CAN_L对地短路1分钟，CANH和CAN_L同时对地短路1分钟，恢复后DUT若都能恢复通讯，则测试通过。
图3 CAN线对地短路测试图
CAN线短接到电源线：将CANScope-StressZ的Vdis+与DUT的电源连接。使用CANScope-StessZ启动后，CAN_H对电源短路1分钟、CAN_L对电源短路1分钟，将CANH和CAN_L同时对电源短路1分钟，如果恢复后，DTU都能恢复通讯，则测试通过。如图4（注意电压不得超过24V）
图4 CAN线对电源短路测试图
CAN_H与CAN_L短接：使用CANScope-StessZ启动后，将RHL设置为0,即等于CANH和CAN_L短路，1分钟，如果恢复后，DUT能恢复通讯，则测试通过。如图5所示：
图5 CAN_H、CAN_L短接测试图
四、测试评定
依据测试流程进行的7种物理错误类型测试，如果恢复后，都可以恢复通讯，则通过CAN总线系统的一致性测试中的容错性能测试。
CANDT一致性测试系统
为了帮助用户避免了人工测量统计的误差，提高测试的准确度，同时减少测试时间的浪费，节约了人工成本。ZLG致远电子发布了专用于CAN总线快速测试的CANDT一致性测试系统，该设备可自动化完成CAN节点物理层、链路层及应用层一致性测试，是当前CAN总线测试领域唯一能够进行完善的物理层自动化测试并导出报表的仪器设备。
用户只需要在测试页面勾选所需测试项，就可以进行一键自动化测试，完整显示测试结果、数据、波形截图等数据内容，工程师可快速判断被测设备的CAN总线质量。
CANDT一致性测试系统基于CANScope底层分析能力，集成示波器、电源等必要设备，可覆盖主机厂CAN一致性测试标准，为主机厂及零部件企业建立CAN总线测试及保障体系。
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