一、前言

　　由于汽車電子技術(shù)迅速發(fā)展，各個電控單元（ECU）的復(fù)雜程度不斷增加，對整車而言還集成了各種總線通訊功能、在線故障診斷（OBD）等功能，傳統(tǒng)的檢測方法無法高質(zhì)量高效率地滿足復(fù)雜的測試需求。目前，國外普遍通過采用硬件在回路技術(shù)（HIL:Hardware In the Loop）建立完整的"虛擬車輛"測試平臺。通過該測試平臺，工作人員可以對待測試車型進行仿真，建立相應(yīng)的車輛模型，并將其運行于實時環(huán)境中，與各個電控系統(tǒng)閉環(huán)工作，從而實現(xiàn)對車輛運行工況的模擬，完成對整車網(wǎng)絡(luò)和各個電控單元的手動測試和自動化測試。

　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network, CAN）的簡稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)了的，并終成為國際標準（ISO11898）。是國際上應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標準總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機械車輛設(shè)計的J1939協(xié)議。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。

　　二、CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)流程

　　整車CAN網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)的開發(fā)采用國際通用的經(jīng)典V字形開發(fā)流程，大致分為：功能需求的分析，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計，ECU節(jié)點的功能定義，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（應(yīng)用層協(xié)議、故障診斷協(xié)議）的制定，以及ECU軟硬件的開發(fā)、仿真、集成、測試等階段。

　　測試計劃制訂主要考慮網(wǎng)絡(luò)測試工作所需要的資源需求（工具需求以及人力需求等）、任務(wù)劃分、時間需求等，以確保后續(xù)的工作能順利地、有效地開展。

　　測試規(guī)范的制定主要是確定網(wǎng)絡(luò)需測試內(nèi)容。在整個網(wǎng)絡(luò)開發(fā)過程當中，網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范完成后開展。網(wǎng)絡(luò)測試的目的是確認供應(yīng)商提供的ECU產(chǎn)品是否符合網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范的要求。正因為如此，CAN網(wǎng)絡(luò)測試規(guī)范的制定必須依據(jù)CAN網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范。測試規(guī)范里需要包含所有的測試項內(nèi)容以及對每一測試項測試所需要的測試環(huán)境需求、測試步驟、測試工具需求的描述。

　　測試系統(tǒng)開發(fā)包括軟件系統(tǒng)開發(fā)、硬件系統(tǒng)開發(fā)、軟硬件系統(tǒng)集成。軟件系統(tǒng)開發(fā)主要包括：

　　軟件架構(gòu)的劃分；

　　基于測試內(nèi)容的測試程序開發(fā)；

　　基于網(wǎng)絡(luò)通信報文的庫文件開發(fā)；

　　用來控制測試執(zhí)行等方面的測試面板開發(fā)；

　　用來控制不同的測試系統(tǒng)使之有效工作的相關(guān)控制程序開發(fā)。

　　硬件系統(tǒng)開發(fā)主要包括：

　　網(wǎng)絡(luò)測試輔助控制器開發(fā)；

　　測試工具的選型（如程控電源、CAN網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、CAN網(wǎng)絡(luò)干擾設(shè)備、CAN網(wǎng)絡(luò)波形采集設(shè)備等）。

　　軟硬件系統(tǒng)集成其目的是對軟件開發(fā)系統(tǒng)與硬件開發(fā)系統(tǒng)進行調(diào)試使之無縫集成在一起并有效的工作。

　　測試實施是CAN網(wǎng)絡(luò)測試的具體的實施環(huán)節(jié)，主要包括：

　　測試環(huán)境的搭建（測試臺架的搭建等）；

　　對被測ECU網(wǎng)絡(luò)測試的執(zhí)行；

　　記錄測試結(jié)果并保存測試記錄。

　　測試總結(jié)主要是根據(jù)測試結(jié)果對被測ECU進行分析，確定被測ECU是否符合CAN網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范的要求。

  圖1CAN網(wǎng)絡(luò)測試流程圖

                                          
　　三、CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)工具

　　CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)需要以下主要的開發(fā)工具：DOORS、VisualC++、Matlab/Simulink、CANoe.MatlabInteRFace、CANoe、CANdela、CANoe.DiVa、CANcard、CANdb++、CANscope、CANstress、CodeWarrior、Protel等。

　　DOORS為需求管理工具，可以利用該工具整理網(wǎng)絡(luò)測試內(nèi)容并對后續(xù)開發(fā)工具提供測試需求的輸入。VisualC++主要用于開發(fā)硬件系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)工作的控制程序和人機交互操作界面的控制程序。Matlab/Simulink和CANoe.MatlabInterface主要用于基于模型的測試內(nèi)容的建模，用來實現(xiàn)測試代碼的自動生成。CANoe為網(wǎng)絡(luò)仿真、測試工具，在CANoe下開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的測試程序，同時利用CANoe生成網(wǎng)絡(luò)測試。CANscope用于CAN信號物理特性的測量與分析，具有多種采樣觸發(fā)方式，在網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)中用于采集被測ECU的波形。CANstress用于干擾CAN網(wǎng)絡(luò)通信以測試ECU及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯能力，在網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)中用于干擾被測網(wǎng)絡(luò)，CANdela用于編輯基于KWP2000和UDS的診斷數(shù)據(jù)庫，CANoe.DiVa用于生成診斷相關(guān)的測試程序，其輸入文件為CANdela編輯的庫文件，輸出文件為CANoe的診斷相關(guān)的測試程序，CANdb++用于編輯CAN通信報文的數(shù)據(jù)庫。

　　四、一種CAN網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　根據(jù)第二節(jié)介紹的測試流程，采用第三節(jié)介紹的相應(yīng)開發(fā)工具來開發(fā)出一種CAN網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)。該CAN自動化測試系統(tǒng)的功能包括：測試流程的控制、測試用例的自動執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集以及處理、自動生成測試。

　　1）測試規(guī)范的制定：采用DOORS需求管理工具，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范和診斷需求規(guī)范，制定出CAN網(wǎng)絡(luò)單元測試規(guī)范、系統(tǒng)測試規(guī)范和診斷測試規(guī)范；

　　2）利用CANdb++進行CAN報文數(shù)據(jù)庫方面的軟件開發(fā)，CANdela進行診斷數(shù)據(jù)庫方面的開發(fā)；

　　3）根據(jù)1）制定的網(wǎng)絡(luò)單元測試規(guī)范和系統(tǒng)測試規(guī)范，利用Matlab/Simulink和CANoe.MatlabInteRFace生成相應(yīng)的測試程序，并在CANoe環(huán)境下進行集成；

　　4）根據(jù)2）完成的診斷數(shù)據(jù)庫，利用CANoe.DiVa生成診斷測試程序，并在CANoe環(huán)境下進行集成；

　　5）利用CANoe、Matlab/Simulink和VisualC++進行控制面板方面的軟件開發(fā)；

　　6）根據(jù)測試規(guī)范的測試需求，利用VisualC++、CodeWarrior和Protel進行網(wǎng)絡(luò)輔助控制器以及其他諸如故障植入等方面的軟硬件開發(fā)；

　　7）利用VisualC++開發(fā)CANstress、CANscope和程控電源等測試工具的控制程序；

　　8）利用VisualC++進行系統(tǒng)集成。

　　網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)架構(gòu)和示意圖如圖2、圖3所示。

圖3CAN網(wǎng)絡(luò)自動化測試系統(tǒng)示意圖

　　五、結(jié)論
　　本文首先詳細介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)測試流程；其次，介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)測試開發(fā)所需要使用的開發(fā)工具并介紹了這些開發(fā)工具的具體功能；，基于該流程并利用這些開發(fā)工具，詳細的介紹了開發(fā)流程中自動化測試系統(tǒng)的開發(fā)細節(jié)