新能源汽車迅猛發展下整車CAN網絡架構日益復雜，總線故障等潛在問題時刻影響著運行安全。整車零部件通過CAN一致性測試必將是安全保障的第一道門檻。

CAN一致性測試，就是要求整車CAN網絡中的節點都滿足CAN總線節點規范要求，縮小CAN網絡中節點差異，保證CAN網絡的環境穩定，有效提高CAN網絡的抗干擾能力。

那主機廠為什么愈來愈重視CAN一致性測試呢？

?整車CAN網絡架構

以往的傳統車的CAN總線網絡節點較少，如儀表、發動機ECU等。但隨著新能源汽車行業發展，整車CAN網絡中的節點演變得極為復雜，現在新能源汽車內部CAN節點已經高達60個，細分為多個CAN網絡系統，如車身部含有空調、車門、導航等節點，安全系統又含有氣囊、引爆管等節點。

圖1 整車復雜的CAN網絡
?CAN總線不一致的危害

復雜的CAN網絡，各個節點質量良莠不齊會對CAN總線網絡存在較大的安全隱患，通常會因為其中某一個節點的錯誤進而影響整體總線正常運行，乃至導致整體總線的癱瘓。

1. 總線癱瘓

比如一個CAN網絡包含節點A、B、C，節點A差分電壓是1.2V，而節點B的差分電壓是2.0V，節點C差分電壓是1.8V。當整車CAN網絡工作在強電磁干擾的環境下，環境的共模干擾串擾到CAN總線中會使節點A的差分電壓影響到0.9V以下，導致節點從顯性電平翻轉成為隱性電平，進而導致了節點A工作故障，頻繁發出錯誤幀。在CAN總線中，錯誤幀雖然不被接收，但是依然占用總線傳輸時間，所以導致其他正常節點發送延遲或者無法發送，影響整車CAN總線正常運行環境。

解決方案：主機廠必須要求節點A、B、C的工作電壓必須要工作在1.8V，乃至2.0V，這個問題便得以解決。

圖2 錯誤幀占用總線

2. 波特率不一致導致CAN網絡系統死機

位時間（位寬）和波特率是CAN總線通訊的最基本要素。位時間=1/波特率，比如波特率是500k，那位時間是2us。在相同的CAN總線采樣頻率下，當某一個節點的位時間發生抖動時，即位時間為1.8us或者2.2us，將導致采樣點的邏輯判斷出現異常，出現總線錯誤，導致CAN網絡系統死機。

解決方案：在CAN網絡準入階段，如果對接入網絡的節點進行規范化，每個節點的位時間必須滿足t=2us±3%，那么CAN網絡的位時間將高度一致，則可以從CAN總線物理層進行規避該問題。

圖3 波特率抖動導致位時間變化

3. 顯性閾值電平錯誤判斷導致整車網絡故障

通常而言，CAN總線判斷顯隱性的機制如下：在差分電平大于0.9V時，為顯性電平；而在小于0.5V時，為隱性電平，其中在05V至0.9V之間為不確定區域。但在實際網絡中，CAN總線網絡中某一節點在差分電平為0.9V時，依然判斷為隱性，則出現位邏輯判斷錯誤，進而導致節點發出錯誤幀，使總線陷入網絡故障狀態。

解決方案：如在CAN網絡節點準入階段，對每個節點進行顯性閾值測試，利用電壓源將差分電壓升高至0.9V，，保證所有節點在此差分電壓都能判斷為顯性，并且停止發送報文，將減少該總線故障問題出現，并且減輕CAN總線網絡調試的工作量。

圖4

?CAN一致性測試內容及解決方案

1. CAN一致性測試內容

在國內，大部分的主機廠都有CAN總線網絡測試規范，主要內容包括物理層、鏈路層以及應用層。

• 物理層：通信介質的物理特性，如幅值、邊沿時間等，是最重要的部分。
• 鏈路層：規定在介質上傳輸的排列和組織，如幀結構；
• 應用層：在用戶、軟件、網絡終端之間進行信息交換，客戶自定義內容較多。

物理層在介質的物理特性方面的規定，主要源自于標準ISO 11898，該部分標準高度一致。而鏈路層和應用層方面，因為主機廠的整車網絡設計不同，其應用層測試各不一致。

圖5 CAN一致性測試內容（節選）

2. CAN一致性測試方案

CAN一致性測試工具包含CAN卡、示波器、電源等設備，當前國內CAN總線工程師只能采用手動搭建測試平臺并進行逐項測試，主要通過CAN卡采集報文數據，以及通過示波器進行測試波形，進而達到測試位時間、幅值、位寬等目的，但是測試方案效率較低，一般完成整體CAN一致性測試項目需要10小時乃至1天時間。

圖6手動測試架構搭建

ZLG致遠電子發布的CANDT一致性測試系統基于CANScope底層分析能力，集成示波器、電源等必要設備，可覆蓋主機廠CAN一致性測試標準，全自動化實現CAN總線一致性測試，為主機廠及零部件企業建立CAN總線測試及保障體系。另外，CANDT還可以根據測試結果進行輸出測試報告，作為主機廠準入依據，大大降低主機廠在網絡調試環節的工作量，并保證整車CAN網絡環境的穩定。