基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)的整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計(jì)及測(cè)試驗(yàn)證

蔡營(yíng)，王永峰，岳意娥，楊麗莎

（東風(fēng)汽車(chē)公司技術(shù)中心電子電器部，湖北武漢 430058）

基于OSEK標(biāo)準(zhǔn)的整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計(jì)及測(cè)試驗(yàn)證

蔡營(yíng)，王永峰，岳意娥，楊麗莎

（東風(fēng)汽車(chē)公司技術(shù)中心電子電器部，湖北武漢 430058）

為了有效地管理網(wǎng)絡(luò)資源，降低控制器在車(chē)輛停止工作后的能源消耗，在整車(chē)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中需增加CAN網(wǎng)絡(luò)管理。OSEK網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)能夠有效地保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)、可靠通信，能夠滿足CAN網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性的要求；在整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中增加OSEK網(wǎng)絡(luò)管理，能夠在保證網(wǎng)絡(luò)正常可靠運(yùn)行的情況下，有效地分配網(wǎng)絡(luò)資源，協(xié)調(diào)各控制器高效工作，并且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)督各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用表明，OSEK網(wǎng)絡(luò)管理在整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)中能夠協(xié)調(diào)各控制器正常工作，監(jiān)督整車(chē)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，降低能源消耗。最后設(shè)計(jì)一套有效的測(cè)試方法，能夠?qū)φ?chē)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)調(diào)的有效性進(jìn)行核查。測(cè)試結(jié)果表明，整車(chē)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計(jì)能滿足整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)性能要求。

OSEK；網(wǎng)絡(luò)管理；測(cè)試驗(yàn)證

得益于汽車(chē)電子技術(shù)的高速發(fā)展，汽車(chē)上的功能日趨健全和復(fù)雜，整車(chē)控制器數(shù)量也大大增加，控制器之間的交互變得更多。為了能夠讓各控制器之間相互協(xié)調(diào)，共享整車(chē)網(wǎng)絡(luò)資源，在整車(chē)上設(shè)計(jì)高效的車(chē)載計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成為車(chē)輛設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。目前，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)使用了多種傳輸技術(shù)，能夠通過(guò)采用多條不同速率的現(xiàn)場(chǎng)總線，將不同功能的控制器分類(lèi)連接起來(lái)，在網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的協(xié)調(diào)作用下，完成正常的信息交換和網(wǎng)絡(luò)管理功能。CAN總線技術(shù)以其高實(shí)時(shí)性、可靠性、傳輸速率等優(yōu)勢(shì)，在車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用，是目前車(chē)載網(wǎng)絡(luò)中最常見(jiàn)的總線之一。在整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨著ECU數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜，在通信過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)因其他控制器故障或未加入網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致信號(hào)丟失。為了完成對(duì)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和資源管理，在設(shè)計(jì)過(guò)程中加入網(wǎng)絡(luò)管理，能大大提高信息傳輸?shù)陌踩院蜏?zhǔn)確性。OSEK／VDX（Vehicle Distributed execute）是歐洲汽車(chē)廠商和汽車(chē)電子研究機(jī)構(gòu)共同推出的一種汽車(chē)開(kāi)放式系統(tǒng)及其接口的軟件標(biāo)準(zhǔn)，其中的網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范提供了標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理策略和方法，通過(guò)其提供的接口和服務(wù)能夠完成整車(chē)各控制器的管理和監(jiān)控［1］。本文在研究OSEK網(wǎng)絡(luò)管理的原理基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用到整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)中，并提出了一套網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試方法，對(duì)設(shè)計(jì)的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。

1 OSEK／VDX標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

OSEK／VDX由操作系統(tǒng)規(guī)范（OSEKOperating System，OSEK OS）、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范（OSEK Net Management，OSEK NM）、通信規(guī)范（OSEK Communication，OSEK COM）和OSEK實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言（OSEK ImplementationLanguage，OIL）四大部分組成。

1.1 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理分類(lèi)

根據(jù)OSEK網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)，把OSEK網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)分為2個(gè)類(lèi)型：①直接網(wǎng)絡(luò)管理——支持網(wǎng)絡(luò)配置管理、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)管理、網(wǎng)絡(luò)睡眠協(xié)商、數(shù)據(jù)管理、錯(cuò)誤管理、操作模式管理等；②間接網(wǎng)絡(luò)管理——包括統(tǒng)一監(jiān)控周期的間接網(wǎng)絡(luò)管理和非統(tǒng)一監(jiān)控周期的間接網(wǎng)絡(luò)管理，均支持網(wǎng)絡(luò)配置管理、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)管理、錯(cuò)誤管理、操作模式管理等。間接網(wǎng)絡(luò)管理中，雖然兩者具有相同的網(wǎng)絡(luò)管理功能，但非統(tǒng)一周期的間接網(wǎng)絡(luò)管理在監(jiān)控應(yīng)用程序消息時(shí)，監(jiān)控周期采用各個(gè)應(yīng)用程序?qū)?yīng)OSEK COM里的IPDU的死限監(jiān)控周期，而統(tǒng)一周期的間接網(wǎng)絡(luò)管理在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)所有的應(yīng)用程序消息進(jìn)行監(jiān)控。一個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)具有以上2個(gè)版本的網(wǎng)絡(luò)管理或多個(gè)同一版本的網(wǎng)絡(luò)管理并存，用來(lái)管理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而各個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)相互獨(dú)立且互不影響。

1.2 OSEK網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)行機(jī)理

一般情況下，ECU有正常操作和節(jié)電模式。為了保護(hù)電池的能量，NM必須決定何時(shí)關(guān)閉節(jié)點(diǎn)。直接NM提供一個(gè)協(xié)商機(jī)制，負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)相連的所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)刻進(jìn)入睡眠。如需要將節(jié)點(diǎn)切換到睡眠模式，則需發(fā)送睡眠請(qǐng)求消息和睡眠應(yīng)答消息來(lái)同步完成，其基本流程如下［2］。

1）應(yīng)用程序調(diào)用GotoMode（BusSleep）要求總線進(jìn)入睡眠。節(jié)點(diǎn)下一次接收ring消息時(shí)，NM組件將發(fā)送睡眠請(qǐng)求域?yàn)檎娴膔ing消息，進(jìn)入NMNormal-PreSleep睡眠前準(zhǔn)備狀態(tài)。

2）如果在LimpHome模式下接收，則發(fā)送睡眠請(qǐng)求域?yàn)檎娴膇mphome消息，進(jìn)入NMLimpHomePreSleep睡眠前準(zhǔn)備狀態(tài)。

3）當(dāng)睡眠協(xié)商正在進(jìn)行時(shí)，如果必須發(fā)送alive消息，那么發(fā)送的alive消息的睡眠請(qǐng)求域置為真，進(jìn)入睡眠前準(zhǔn)備狀態(tài)NMNormalPreSleep。

4）當(dāng)ring消息已經(jīng)在邏輯環(huán)中完成一周傳輸，所有接收網(wǎng)絡(luò)管理消息的睡眠請(qǐng)求域都為真，并且當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)允許睡眠時(shí)，發(fā)出睡眠請(qǐng)求的第1個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始發(fā)送睡眠請(qǐng)求和睡眠應(yīng)答都為真的ring消息，并設(shè)置睡眠等待報(bào)警，其余節(jié)點(diǎn)如果都進(jìn)行了睡眠請(qǐng)求，當(dāng)收到睡眠應(yīng)答為真的消息時(shí)，也要設(shè)置睡眠等待報(bào)警。

5）當(dāng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的睡眠報(bào)警出現(xiàn)時(shí)，則進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

6）當(dāng)前節(jié)點(diǎn)處在睡眠等待狀態(tài)NMTwbsNormal或NMTwbsLimpHome，如果收到睡眠請(qǐng)求域不為真的消息，則返回睡眠前準(zhǔn)備狀態(tài)。

7）當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用GotoMode（Awake）或收到數(shù)據(jù)鏈路層的喚醒信號(hào)，則睡眠節(jié)點(diǎn)將被喚醒。

2 基于OSEK的整車(chē)網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)機(jī)制

整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)管理有2種實(shí)現(xiàn)方式，即間接網(wǎng)絡(luò)管理和直接網(wǎng)絡(luò)管理。在某車(chē)型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，整車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。該車(chē)型中，各控制器的用電情況主要分為2類(lèi)：點(diǎn)火鑰匙控制電源（IGN 15供電）和帶常電（IGN 30供電）。使用ING 15供電的系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵報(bào)文，來(lái)獲取整車(chē)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。此類(lèi)控制器采用的是間接網(wǎng)絡(luò)管理方式，如控制器A、B、C；使用IGN 30供電的系統(tǒng)，通過(guò)蓄電池供電，不受點(diǎn)火鑰匙控制，當(dāng)整車(chē)電源處于OFF擋時(shí)，控制器具備進(jìn)入睡眠狀態(tài)的條件。此類(lèi)控制器采用直接網(wǎng)絡(luò)管理方式，通過(guò)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文參與網(wǎng)絡(luò)管理，如控制器D、E、F、G。

圖1 整車(chē)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.1 直接網(wǎng)絡(luò)管理

2.1.1 直接網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文

直接網(wǎng)絡(luò)管理中，網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文用于傳遞節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的信息。網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的基本格式見(jiàn)表1。

表1 網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文格式

表1中ID基址表示報(bào)文ID分配的區(qū)間，在該車(chē)型設(shè)計(jì)中，定義網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的ID Base=0x5，即所有參與直接網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文的ID為0x5xx。控制場(chǎng)的定義及取值說(shuō)明見(jiàn)表2。

根據(jù)功能不同，可以將網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文分為：Alive報(bào)文、Ring報(bào)文和LimpHome報(bào)文。其中Ring報(bào)文是邏輯環(huán)報(bào)文，在穩(wěn)定的邏輯環(huán)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)該報(bào)文傳遞各自狀態(tài)信息；Alive報(bào)文是網(wǎng)絡(luò)中完成初始化操作或者建環(huán)時(shí)被其他節(jié)點(diǎn)跳過(guò)后，節(jié)點(diǎn)發(fā)出的用以申明加入邏輯環(huán)的管理報(bào)文；LimpHome報(bào)文是在節(jié)點(diǎn)接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器或者發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器超過(guò)閾值時(shí)發(fā)送。

表2 控制場(chǎng)定義

2.1.2 邏輯環(huán)機(jī)制

邏輯環(huán)機(jī)制是指邏輯環(huán)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)節(jié)點(diǎn)地址的大小順序依次發(fā)送邏輯環(huán)報(bào)文。通過(guò)該機(jī)制，邏輯環(huán)中的節(jié)點(diǎn)能夠交換節(jié)點(diǎn)信息。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在初始化完成之后發(fā)送Alive報(bào)文，并等待TTyp時(shí)間，同時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上是否有其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送Alive或Ring報(bào)文而進(jìn)行不同的操作：如果沒(méi)有其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送Alive或Ring報(bào)文，則發(fā)送指向自身的Ring報(bào)文（目標(biāo)地址=自身節(jié)點(diǎn)地址）；如果有其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送Alive或Ring報(bào)文，則節(jié)點(diǎn)根據(jù)這些報(bào)文的地址信息參與到邏輯環(huán)的常規(guī)運(yùn)行中；每個(gè)節(jié)點(diǎn)完成上述操作后，則邏輯環(huán)被建立。

在邏輯環(huán)建立后，每個(gè)直接網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)入邏輯環(huán)的常規(guī)運(yùn)行中。邏輯環(huán)中，每個(gè)均有一個(gè)前繼節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)。前繼節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)是通過(guò)節(jié)點(diǎn)地址來(lái)確定自己的。比如在此車(chē)型中，參與直接網(wǎng)絡(luò)管理的節(jié)點(diǎn)為D、E、F、G，其中D節(jié)點(diǎn)物理地址為0x501（即D節(jié)點(diǎn)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文ID為501），E節(jié)點(diǎn)為0x502，F(xiàn)節(jié)點(diǎn)為0x50B、G節(jié)點(diǎn)為0x50C。那么根據(jù)建環(huán)規(guī)則，D的后繼節(jié)點(diǎn)為E，前繼節(jié)點(diǎn)為G；E節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)為F，前繼節(jié)點(diǎn)為D；F節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)為G，前繼節(jié)點(diǎn)為E；G節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)為D，前繼節(jié)點(diǎn)為F。E、F、G、D組成的邏輯環(huán)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 邏輯環(huán)結(jié)構(gòu)

2.1.3 直接網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)

2.1.3.1 網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)定義

在OSEK整車(chē)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計(jì)中，定義了如圖3所示的網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)：①NMOn、NMOff和NMShutDown為第1層狀態(tài)；②NMBusSleep、NMAwake、NMInit和NMActive、NMPassive是并列的2組狀態(tài)，且均為NMOn的子狀態(tài)；③NMReset、NMNormal和NM-LimpHome均為NMAwake的子狀態(tài)。其中，“NMBus-Sleep、NMAwake、NMInit和NMActive、NMPassive是并列的2組狀態(tài)”是指在NMOn狀態(tài)下，這2組狀態(tài)可以同時(shí)存在。例如，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)處于NMAwake狀態(tài)時(shí)，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)還可以是NMActive或NMPassive狀態(tài)。

圖3 直接網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)

2.1.3.2 網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)轉(zhuǎn)換

為了有效監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)管理各狀態(tài)間能夠在一定條件下實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換。在整車(chē)網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換條件進(jìn)行細(xì)化和明確。

1）NMOFF-NMOn-NMShutDown間轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)進(jìn)入NMOn狀態(tài)；調(diào)用StopNM服務(wù)后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入NMShutDown狀態(tài)；節(jié)點(diǎn)執(zhí)行完此狀態(tài)的操作后，自動(dòng)進(jìn)入NMOff狀態(tài)。

2）NMInit-NMAwake-NMBusSleep間轉(zhuǎn)換NMInit狀態(tài)為默認(rèn)初始狀態(tài)，當(dāng)執(zhí)行完此狀態(tài)的操作后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入NMAwake狀態(tài)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)允許睡眠后，進(jìn)入NMBus-Sleep狀態(tài)；當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到通信請(qǐng)求后，進(jìn)入NMInit狀態(tài)。

3）NMActive-NMPassive轉(zhuǎn)換NMActive為默認(rèn)初始狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用SilentNM服務(wù)后，進(jìn)入NM-Passive狀態(tài)；節(jié)點(diǎn)調(diào)用TalkNM服務(wù)后，進(jìn)入NMActive狀態(tài)。

各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如圖4所示。

2.1.4 睡眠與喚醒

在該車(chē)型設(shè)計(jì)中，參與直接網(wǎng)絡(luò)管理的節(jié)點(diǎn)包括D、E、F、G，此4個(gè)節(jié)點(diǎn)形成邏輯環(huán)，發(fā)生本地或遠(yuǎn)程事件時(shí)，節(jié)點(diǎn)恢復(fù)通行，整個(gè)邏輯環(huán)被喚醒，邏輯環(huán)的睡眠過(guò)程如下。

圖4 NM網(wǎng)絡(luò)管理狀態(tài)轉(zhuǎn)換

1）網(wǎng)段中某一節(jié)點(diǎn)判斷自身睡眠條件滿足，則發(fā)送“網(wǎng)段中某一節(jié)點(diǎn)判斷自等于1的Ring管理報(bào)文。

2）其后繼節(jié)點(diǎn)接收該Ring報(bào)文后，判斷自身是否滿足睡眠條件：若滿足，則將自身要發(fā)送的Ring報(bào)文中的“Sleep.Ind”位也置1；反之，則“Sleep.Ind”位仍為0。

3）其余節(jié)點(diǎn)也按照2）規(guī)則傳遞Ring報(bào)文。

4）待某一個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到邏輯環(huán)中所有節(jié)點(diǎn)都將“待某一個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到邏位置為1時(shí)，該節(jié)點(diǎn)發(fā)送“，該節(jié)點(diǎn)發(fā)送監(jiān)測(cè)到邏等于1的Ring報(bào)文。

5）監(jiān)測(cè)到“Sleep.ACK”位置為1的Ring報(bào)文后，邏輯環(huán)中的所有節(jié)點(diǎn)設(shè)置TWaitBusSleep定時(shí)器。

6）TWaitBusSleep期間節(jié)點(diǎn)進(jìn)入準(zhǔn)備睡眠狀態(tài)，在此期間如果沒(méi)有收到Sleep.Ind=0的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文并且未發(fā)生本地喚醒事件，則節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

7）如果在TWaitBusSleep期間接收到Sleep.Ind=0的網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文或發(fā)生本地喚醒事件，節(jié)點(diǎn)退出準(zhǔn)備睡眠狀態(tài)，重新進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)位狀態(tài)。

2.2 間接網(wǎng)絡(luò)管理

1）間接網(wǎng)絡(luò)管節(jié)點(diǎn)狀態(tài)IGN15供電的系統(tǒng)采用間接網(wǎng)絡(luò)管理方式，在該車(chē)型設(shè)計(jì)中，采用間接網(wǎng)絡(luò)管理的節(jié)點(diǎn)為A、B、C。參與間接網(wǎng)絡(luò)管理的節(jié)點(diǎn)共有3種工作狀態(tài)：網(wǎng)絡(luò)激活狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)非激活狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)處于激活狀態(tài)下，按功能需求發(fā)送應(yīng)用報(bào)文，而一旦進(jìn)入非激活狀態(tài)，則不允許發(fā)送應(yīng)用報(bào)文。

2）間接網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)參與間接網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)根據(jù)自己的功能需要，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵CAN報(bào)文。關(guān)鍵報(bào)文選取發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)給接收節(jié)點(diǎn)所有報(bào)文中周期最小的報(bào)文。當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵報(bào)文周期的5倍時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到該報(bào)文，則節(jié)點(diǎn)認(rèn)為被檢測(cè)節(jié)點(diǎn)已脫離整車(chē)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)沒(méi)有激活的觸發(fā)事件存在時(shí)，節(jié)點(diǎn)停止對(duì)其他節(jié)點(diǎn)檢測(cè)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。節(jié)點(diǎn)重新上電后，立刻脫離睡眠狀態(tài)，進(jìn)入激活模式［3］。

3 網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試驗(yàn)證

該車(chē)型在設(shè)計(jì)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)管理驗(yàn)證主要包括3個(gè)方面：臺(tái)架集成測(cè)試、實(shí)車(chē)集成測(cè)試和耐久車(chē)網(wǎng)絡(luò)集成測(cè)試。每項(xiàng)測(cè)試中均包括了直接網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試和間接網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試。其中直接網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試主要檢驗(yàn)參與直接網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)邏輯環(huán)建立及睡眠喚醒等性能，間接網(wǎng)絡(luò)管理主要測(cè)試網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)網(wǎng)絡(luò)基本性能［4］。本文以直接網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試為例，講解在該車(chē)型設(shè)計(jì)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理驗(yàn)證測(cè)試的方法和步驟。

直接網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試包括：網(wǎng)絡(luò)建環(huán)能力、邏輯環(huán)穩(wěn)定性、總線睡眠、總線睡眠保持和總線喚醒。

測(cè)試設(shè)備包括：帶CANoe軟件計(jì)算機(jī)、整車(chē)診斷口連接線束、CANoe工具（CANCase、CANCard）。整車(chē)集成測(cè)試電路圖如圖5所示。測(cè)試方法及步驟如下。

圖5 網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試電路

1）整車(chē)上電到ON擋，啟動(dòng)CANoe。通過(guò)整車(chē)OBD接口，讀取整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)報(bào)文，篩選出網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文，驗(yàn)證參與直接網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)D、E、F、G所發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文是否建立一個(gè)完整的邏輯環(huán)。

2）用CANoe軟件建立3個(gè)模擬節(jié)點(diǎn)，將此3個(gè)模擬節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)中，驗(yàn)證是否能重新建立邏輯環(huán)；正常建立后，撤銷(xiāo)3個(gè)模擬節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證邏輯環(huán)是否恢復(fù)正常。

3）整車(chē)下電到OFF擋，關(guān)閉車(chē)門(mén)及后備廂門(mén)，等待車(chē)輛睡眠，查看節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理報(bào)文中是否將“，等待車(chē)輛睡眠，查看節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理置1，以及總線上出現(xiàn)Sleep.ACK=1的Ring報(bào)文之后，所有節(jié)點(diǎn)停止發(fā)送報(bào)文。

4）記錄整車(chē)從下電OFF擋到整車(chē)睡眠的時(shí)間。

5）通過(guò)遠(yuǎn)程喚醒和本地喚醒2種方式喚醒網(wǎng)絡(luò)。核查節(jié)點(diǎn)被喚醒后，是否發(fā)送Alive報(bào)文，并喚醒整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，之后正常發(fā)送Ring報(bào)文。

邏輯環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果如圖6所示。

The Design and Test Verification of Vehicle CAN Network M anagement Based on OSEK Standard

CAI Ying，WANG Yong-feng，YUE Yi-e，YANG Li-sha
（Electrical and Electronic Department，Dongfeng Motor Corporation Technical Centre，Wuhan 430058）

In order to better manage network resources and reduce the energy consumptions of CAN controllers after the vehicle is stationary，when design the network of whole vehicle，it is necessary to take the CAN network management into consideration.OSEK network management standards could effectively ensure that all nodes are in real-time，reliable communication，which satisfies the requirements on real-time and reliability for CAN network.By applying OSEK network management to the design of vehicle CAN network，it can allocation network resources effectively，coordinate all controllers to work together efficiently，and supervise the status of each nodes in real-time. The practical application indicates that OSEK network management in the vehicle CAN network is capable of coordinating the work，monitoring network status of vehicle operation and reducing energy consumption.At last，a valid method of testing is designed to verify the effectiveness of the vehicle network management.Test results show that the network management design can meet the requirements of the vehicle CAN network performance.

OSEK；network management；test&verification

U463.6

A

1003－8639（2016）08－0038－04

2016-02-02；

2016-03-08

蔡營(yíng)，男，碩士，輔助工程師，主要研究方向?yàn)槠?chē)CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及測(cè)試。