钟克华，饶水明

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 511434）

一种基于双通道汽车CAN/LIN总线的测试方法

钟克华，饶水明

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东 广州 511434）

提出一种基于Peak公司 PEAK-USB Pro FD 双通道（2路CAN/CAN FD，2路LIN）的汽车CAN/LIN 总线系统测试方案，同时对CAN信号、LIN信号的检测流程及出错处理算法进行设计。方案支持1台PC电脑安装一套上位机软件搭载4～16个被测设备的工作方式，在研发和生产中有极大的推广使用价值。

CAN；LIN；总线系统；测试方法；双通道

在日益激烈的市场竞争中，汽车厂家正全方面降低成本以增强产品竞争力，其中提高测试效率、降低测试费用是一条行之有效的途径。汽车通信网络通常采用CAN（Controller Area Network,控制器局域网络）/ LIN（Local Interconnect Network,局域互联网络）总线系统，其测试主要内容包括测试流程制定、测试标准选择和测试工具使用。如何选择和使用相应的测试工具，开发测试软件并将它们应用到测试过程中，是影响汽车CAN/LIN总线测试效率和测试成本的关键因素。

在汽车总线网络开发和测试过程中，通常应用的软件工具是CANoe［1］（CAN Open Environment）。CANoe是德国VECTOR公司开发的测试工具，其特点是功能强大，缺点是成本高、费用大。本文从降低测试成本考虑，提出了一种基于Peak公司产品，型号为 PEAK-USB Pro FD 双通道（2路CAN/CAN FD、2路LIN）的汽车CAN/LIN总线系统测试方案，实现对汽车CAN/LIN网络系统的数据分析、数据统计、网络优化、节点功能测试等功能。池、电压的升降控制器、继电器等器件组成。其中能量回收控制器是被测器件，其它器件为辅助设备。被测系统的总体结构如图1所示。

图1 系统结构图

1 被测系统总体结构及工作原理

1.1 总体结构

被测系统主要由能量回收控制器、发电机、汽车起动机、电池传感器、电子负载、电能存储器、电

图1中，能量管理模块PMM是减速能量回收系统的主控制器，实现能量回收功能，是系统中的被测件；电池传感器EBS，提供电池的电量、电流大小等信息；发动机管理系统EMS，提供发动机的转速、制动、加速等信息；直流逆变器DCDC，是电压的升降控制器；继电器R1、R2，控制电能存储器C中能量的输入和输出；CAN总线，连接到EMS和DCDC；LIN总线，连接到EBS 和 GEN；信号线，传输点火开关、油门、挡位等信息。

1.2 工作原理

PMM控制器通过收集LIN线传来的EBS电池信息、CAN线传来的EMS发动机信息和信号线传来的油门踏板、制动等信息，来判断汽车所处的工况。当汽车处于减速或者制动状态时，控制器PMM控制DCDC进行升降电压、设置发电机GEN的输出电源、R1和R2继电器的通断，把电池电压由12 V升压到16 V对电能存储器进行充电；当汽车处于加速的时候，控制器PMM控制DCDC和继电器把电能存储器中的电能释放给汽车的用电器件使用。即：在能量过剩（减速）时存储、在需要（加速）时释放。如此循环往复，就达到能量回收、存储和使用的功能，从而实现节能和环保低碳的目的。控制器PMM是能量回收系统的核心部分，控制能量回收功能的实现。

2 测试方案

2.1 系统组成

控制器PMM测试过程中，需要对CAN/LIN总线信号、电子负载Load及继电器进行实时、有效的检测。

测试系统主要由车辆总线接口、被测系统、上位机组成。其系统结构如图2所示。

图2 测试系统结构图

图2中，用户输入输出接口UI，是上位机的用户交互部分，包含用户输入输出交互界面，是测试参数输入和测试结果输出显示的接口；车辆总线接口Peak-USB Pro FD，是被测系统与上位机的信号转换装置；车辆CAN总线信号、LIN总线信号经Peak-USB Pro FD转换后，通过USB线传送至上位机处理。

考虑到测试系统的可靠性和稳定性因素，在实际使用中，采用了一台PC机安装一套上位机软件，同时对4台PMM控制器进行测试的方案。2.2 车辆总线接口

车辆总线接口设备采用Peak公司的双通道设备，型号为PCAN-USB Pro FD（以下简称PCAN卡）。Peak公司的这一型号产品支持LIN、CAN和CAN FD（即CAN with Flexible Data Rate，灵活数据传输率）标准，发送和接收CAN FD和LIN报文。其采用高速USB 2.0适配器，接口形式为USB，使用2路CAN/CAN FD 通道和2路LIN 通道。CAN FD主要特征是高数据传输带宽，并向下兼容CAN标准。PCAN-USB Pro FD 的性能参数如下。

1）CAN工作特性：①符合CAN规范2.0 A/B和FD 1.0；②CAN FD 数据域（64位），比特率40kbit/s～12Mbit/s；③CAN比特率40kbit/s～1Mbit/s；④CAN FD通道单独隔离USB和LIN。

2）LIN工作特性：①比特率1～20kbit/s；②可用作一个LIN主站或从站（1 ms主站任务分辨率）。

PCAN-USB Pro FD适配器经由USB把PC电脑连接到CAN FD网络和LIN网络，可同时连接2种总线和4路被测设备（2路CAN FD、2路LIN）。

3 方案软件设计

3.1 用户界面设计

设计上位机软件用户界面时，要求对被测设备所处状态能准确显示输入、输出参数的清晰表达。方案中，同时进行测试的设备有4套，需要显示的状态有CAN信号和LIN信号的通断、R1和R2继电器的通断及闭合次数，测试过程中的出错信息等。用户界面如图3所示。

图3 测试系统上位机UI界面

3.2 软件流程

3.2.1 信号检测流程

1） CAN信号检测时，CAN报文通过PCAN卡传送到PC的上位机处理，报文发送周期为100 ms。记录测试数据和出错信息，通过UI显示测试情况。CAN信号测试流程如图4所示。

2）LIN信号测试中，把被测设备PMM作为主节点，PCAN卡作为从节点。PMM控制器发送LIN报文，报文发送周期为120 ms，通过PCAN卡传送到PC的上位机处理。记录测试数据和出错信息，通过UI显示测试情况。LIN信号测试流程如图5所示。

图4 CAN信号测试流程图 图5 LIN信号测试流程图

3.2.2 出错处理

出错处理算法：加5减3的算法，即每次出现报文出错或丢失计数器加5，计数为+5。如果报文正确接收则减3，计数为-3。当累计值小于0时，置累计值为0。当累计值大于或等于30时，认为报文收发时发生了连续性的报文错误，进行出错处理和变量重置。出错处理算法流程图如图6所示。

图6 出错处理算法流程图

4 应用

基于双通道的PCAN-USB Pro FD支持2路CAN收发和2路LIN收发，因而在一台PC中安装一套上位机软件能搭载8～16个PMM控制器进行测试。考虑到数据处理难度、设备装置复杂程度、实际可操作性和便利性，实际使用中采用了一台PC安装一套上位机软件搭载4台PMM控制器的应用方案。该测试系统在PMM控制器DV模拟测试中使用情况良好，自动化程度高，省去了人力值守，降低了测试成本。

［1］ 王敏.车载电控单元测试研究［J］.科技视界，2016（24）：23-24.

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A Method of Testing CAN/LIN Auto Bus System Based on Dual Channel

ZHONG Ke-hua，RAO Shui-ming

（Automobile Engineering Institute of GAC Group，Guangzhou 511434，China）

This article puts forward an auto bus system CAN/LIN test method based on PEAK-USB Pro FD，which is a kind of dual channel card，including 2 CAN/CAN FD channels and 2 LIN channels，made by Peak Company; designs an algorithm of dealing with error while testing for CAN/LIN signals. The system supports 4～16 testing objects on a single PC，which can provide great value in development and production.

CAN；LIN；auto Bus system；test method；dual channel

U463.6

A

1003-8639（2017）10-0069-03

2016-12-12

钟克华（1972-），男，湖南桂东人，硕士，主要从事汽车电子研究领域；饶水明（1988-），男，江西九江人，主要从事汽车电子研究领域。