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可详细了解自身与同行业间、竞争公司间的技术
作者:西安三星空调系统工程有限公司 发布日期:2019-10-05

  随着汽车电子技术的高速发展,以CAN总线为基础的车载总线技术得到了广泛应用,而CAN总线需求规范的设计却是总线开发流程中的核心工作之一。本文介绍总线需求规范设计前期的总线对标测试,详细描述CAN总线的对标测试内容、测试方法以及总线对标应用等。

  随着汽车电子技术的发展,现代汽车越来越智能化,大量的电子控制装置造成汽车线束急剧增加,既提升了电路的复杂性又降低了汽车可靠性,同时也增大了维修难度,CAN总线由此应运而生。CAN总线凭借其本身的高性能,已经成为汽车领域的主导总线,国内外知名主机厂均已建立企业级总线需求规范,要求零部件供应商依据制定的总线需求规范,进行总线产品开发。本文探讨了应用对标管理方式,在总线需求规范设计前期进行总线对标测试,通过开展总线对标测试,采集标杆车辆总线数据信息与关键参数,为主机厂CAN总线需求规范的设计与问题的解决提供参考,实现企业总线需求规范的持续优化,并提升总线产品的品质。

  对标管理起源于20世纪70年代的美国,最初是人们利用对标寻找自身与其他公司的差距,并把它作为一种调查比较的基准方法。后来逐渐演变成为能够寻找最佳案例和标准,加强企业内部管理的一种方法。目前,对标管理常见的方式有4种。①内部对标。由于公司内部不同部门之间有许多相似的职能,因此内部部门之间通过内部对标,找出内部业务的运行标准,这种标准就称为内部对标。其主要的优点是相互间分享的信息量大,内部知识能立即运用,但同时也易造成封闭、忽视其他公司信息的可能性。②竞争性对标。竞争性对标的对象是直接竞争对手,原因是两者有着相似的产品和市场。一般,竞争性对标能够很容易地了解其对标结果,但竞争对手的核心信息却不易获得。③行业对标。行业对标是指与本公司处于同一行业但不在一个市场的公司对标。行业对标因为彼此不是直接竞争对手,所以比较容易找到愿意与之分享信息的对标对象,但这样就可能产生相应的对标费用。④类属(程序)对标。类属(程序)对标是指与不相关的公司就某个工作的程序对标,相比而言,类属对标跨越了自身行业与工作范围,因此这种方法实施起来比较困难。

  而总线对标测试,就是借鉴对标管理的方式,在总线需求规范设计前期,针对CAN总线部分开展竞争性对标与行业对标,获取总线数据信息与关键参数。对比标杆,从而辅助总线需求规范设计工作与协助解决过程中的问题。

  总线对标测试前,需通过多种渠道收集标杆车辆的相关资料,如标杆车辆使用说明书、维修手册与标杆车辆电气原理图、线束图等。通过收集的标杆车资料,使总线对标测试人员了解车辆基本构造、性能、功能特性、车辆使用的相关操作方法、标杆车辆的拆解与分析等情况。

  总线对标测试的工具主要包括:CANoe+CANcaseXL、CANstress、数字示波器、数字万用表等。其中,CANoe是CAN总线的监测、仿真、测试工具,能够对总线的报文时间周期、报文长度等进行测试。可在CANoe软件窗口观察ECU总线信息的发送、测量总线负载率,实现总线数据的记录功能。CANoe软件与CANcaseXL硬件接口匹配使用,可支持从总线需求分析到系统实现与测试验证的整个总线开发过程。CANstress作为专业的总线干扰工具,可直接连接CAN网络,并将各种干扰逻辑注入到CAN总线上,以此来验证CAN总线的抗干扰能力。数字示波器用于记录观察总线的电平。测试人员可在示波器中观察和记录总线信号的波形,同时测量总线信号波形的物理电平状态,并对总线电平进行初步解析。

  当标杆车辆的总线子网确定之后,然后将测试设备连接至被测总线子网的物理双绞线上。测试设备连接示意图见图1。

  总线对标测试内容主要包括物理层、数据链路层、总线错误处理对标及相关关注点对标测试等。

  1)总线通信速率即应用CANoe软件的速率扫描功能,对标杆车辆的总线子网进行总线通信速率扫描,获取该子网的通信速率数值。见图2。

  2)总线子网电阻断开车辆蓄电池连接,在标杆车辆总线子网非通信的状态下,采用数字万用表测量总线子网的终端电阻,获取该子网的总线终端电阻数值。

  3)总线电压测试在总线子网通信状态下,应用数字示波器分别采集总线子网的CAN_H与CAN_L线的信号波形,测量总线信号的物理电平特性参数。见图3。

  在标杆车辆总线子网通信状态下,应用CANoe的Trace窗口功能,监控标杆车辆总线 总线信息监控

  观察CANoe软件Trace窗口总线数据,同时依次移除标杆车辆总线子网上各控制器单元,并同步监测Trace窗口的总线所示的对标内容。

  

  在总线子网处于通信的状态下,标杆车辆总线子网上连接总线干扰工具CANstress,并应用CANstress模拟各种总线物理故障与总线busoff故障,通过观察总线的通信情况,获取标杆车辆总线子网错误故障的处理状态。见表3。

  依据标杆车辆整体架构、电气特性,对标输入资料的收集情况,以及标杆车辆的整体认知与制定的对标内容等信息,详细分析之后,可进行其它总线。目前,CAN总线在国内汽车厂的应用日益广泛,CAN总线技术显得至关重要,不同的OEM厂商之间在需求规范的设计与总线策略的制定上存在一定的差异,因此在CAN总线开发设计工作的前期,依据需求及关注的问题,在进行以上所述的基本总线对标测试内容外,需深入思考制定相应的总线对标内容,并通过开展总线对标测试,逆向获取标杆信息进行参考,逐步制定适合OEM车辆特性的需求规范。

  应用对标模式,开展竞争性对标与行业对标,测试标杆车辆总线子网的物理层、数据链路层、网络管理参数与总线故障行为等测量活动,获取关键数据,通过对获取的标杆数据进行系统分析,可相应应用在自身总线开发设计的工作中,如总线网络拓扑的设计、电子电器架构优化、总线报文ID分配与定义、总线报文类型与周期时间定义、总线故障处理行为、总线物理波形电压特性与品质评测等。

  本文通过对总线对标测试的介绍,详细描述了总线对标测试方法、内容与对标应用等。为总线开发设计工作提供一种寻找差距和学习的有效方法。开展总线对标测试,可详细了解自身与同行业间、竞争公司间的技术差距,选对标杆,进行学习、借鉴、引进、消化、追赶,不断缩小与标杆的差距,不断提高和改进总线开发设计工作。来源:《汽车电器》

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