电子论文-Volcano Tellus在汽车CAN网络测试中的应用

Volcano Tellus在汽车CAN网络测试中的应用
比亚迪股份有限公司电机及控制研究所宋敬育
[摘 要]
测试在ECU以及整车网络开发中起到举足轻重的作用，特别是时序测试是其中的难点。

Volcano Tellus工具是一款多功能高精度时序测试仪，本文介绍其在汽车CAN网络测试中的应用，对其主要特性进行分析，并介绍其在我们项目中应用情况。

[关 键 词]
CAN 现场总线 测试 电控单元开发 汽车电子 整车
1 引言
Volcano Tellus 是Mentor Graphics推出的一款用于CAN总线开发的CAN总线测试和验证工具。

我们在使用Tellus 5400在对汽车CAN总线的测试过程中，主要使用了它的CAN 总线协议验证、总线节点原型仿真测试、报文定时检测、总线分析、应用层数据和信号分析、数据实时记录和回放功能。

下面对Tellus的功能特性和我们实际的使用情况进行介绍。

2 Tellus的主要特性
Tellus是Mentor Graphics提供的全功能型网络测试仪，集网络功能测试、性能测试于一身，并提供丰富的网络接口：包含2路CAN和2路LIN。

其功能特点如下：
1)网络功能分析测试如网络分析(总线负载实时监测，平均负载和峰值负载计算)、消息跟踪、特定数据跟踪等等；
2)单击节点通讯仿真，只需要鼠标操作，不需要编程就可以实现节点仿真；
3)整个通讯系统的仿真能力；
4)增强软硬件能力，全力支持性能测试。

测试和分析通过运行在独立硬件上软件实现，排除了上位机操作系统的影响；高精度定时，达到1微秒；
5)网络定时测试和计算，精确测量消息及数据的传输延时；
6)提供8路数字IO，支持网络时间特性的测试
7)自适应CAN接口，可以接高速或者低速，不同网络连接的配置通过软件就可以完成；
8)集成数据记录仪功能，内存容量可配置，最高可达8GB。

3 CAN总线协议验证功能及使用
由于我们在使用Tellus之前已经对整车的数据链路层和应用层协议进行了制订，我们
把已有的协议通过Tellus 的软件创建新的网络配置文件，通过对网络配置文件中每个报文的信号进行定义，这样相当于把整个应用层协议输入到Tellus 5400。

通过配置Tellus 5400的CAN 端口特性，使能所有报文输出，模拟整个网络的负载情况。

模拟整车网络通讯时，Tellus 的硬件特性可以保证时序的精确测量。

首先是网络模拟功能都是运行在独立硬件上的软件完成，与上位机没有任何关系；其次是定时精度达到1
微秒。

图
1 模拟整车网络通讯情况
图2 Tellus 无编码和单击模拟特性
4 总线节点原型仿真测试
在实际的汽车整车开发过程中，各个电子模块的开发进度可能很不一致，并且经常对技术参数和要求进行更改。

在整车测试过程中经常会遇到缺少某一个模块或几个模块，如果利用Tellus 5400把缺少的模块的报文协议输入到Tellus 5400软件，可以模拟出这个节点的所有报文，甚至还可以拿到现场进行运行，模似这个节点所有CAN总线行为，这样可以提前和方便我们整车的测试。

节点或者整车网络模拟都十分方便，实现单击和无编码模拟的功能只需要鼠标在节点或者网络图标上单击一下就可以模拟单个节点或者整个网络，不需编任何代码。

5 报文定时检测
Tellus 5400可以设计报文的周期性特性，对报文的周期进行检测并且精确到1us。

在CAN总线协议设计过程中，经常会把一些报文定义成周期性发送报文。

我们可以利用Tellus 5400报文周期的测试功能来测报文的周期发送情况和数据丢包情况。

Tellus 5400可以对报文的周期时间设定范围，超出范围时可以进行报警。

这样就可以测试网关和数据传输进程中的延时情况，对我们的协议制定有指导意义。

Tellus自动根据定时参数要求，自动化验证设计结果是否符合标准，一旦发现有偏差即用消息提示，并指明错误类型。

图3 报文时序自动化测试
6 总线分析
我们在协议制定后很难精确计算总线的负载。

Tellus 5400可以统计总线负载和分析总线错误，在Tellus 5400可以实时监测和显示CAN总线特性。

在汽车的实际运行过程中，各个模块间的相互干扰对CAN总线的影响很大。

我们的CAN总线有没有问题，首先要看CAN 总线有没有错误。

利用Tellus 5400我们可以实时监测和显示CAN总线的错误情况。

图4 总线分析功能
图5 应用层数据分析
7 应用层数据和信号分析
CAN总线可以达到1Mbps的数据传输速率，可以传输很多我们需要的数据。

如果我们能够实时监测这些应用层的数据，无论是对整车开发和各个电子模块的开发都很有帮助。

通常我们会通过一些工具来监测CAN总线的报文，但这些工具没有对报文进行解释，所以看起来很不直观。

早期我们的报文可能很少，后期随着我们的技术改进报文增加很多的话，这种方法就可能效率很低了。

Tellus 5400可以对每个报文的每个位进行信号定义，并且可以通过设置不同的Windows浮动窗口来进行实时监测和显示，对CAN总线的应用层数据分析很直观。

通过存储这些设置还可以保存你设定的窗口布置，很方便我们测试应用层数据。

记录
重放
图6记录和重放功能
8 数据实时记录和回放功能
在整车开发中，实验中的数据非常重要，尤其是现场数据。

配置了CAN总线的汽车可以通过CAN总线来捕获这些数据。

Tellus 5400的数据实时记录功能可以用来实现这一功能。

Tellus 5400最大可以配置8GB的数据存储能力，可以在6小时内，总线利用率100%的情况下针对所有在用网络通道（2个CAN、2个LIN、1个MOST控制通道）同时保存通讯数据。

我们还可以利用Tellus 5400的强大的软件回放功能、输入协议配置和应用层显示功能组合成实际现场数据回放功能，对我们的整车和电子模块调试很有帮助。

记录
重放
图6记录和重放功能
9 总结
通过使用Volcano Tellus CAN总线测试与验证工具，发现 Volcano Tellus在CAN总线测试方面具有很大的优势。

Volcano Tellus软件的功能可以在CAN总线设计、测试、调试和验证整个开发过程中使用。

由于其功能强大、接口丰富，而且有专门针对时序测试的功能，因此对于CAN总线开发和测试是首选工具。