淺談ISO11898 汽車CAN 總線電壓測試

馬齊成，李銷

（廣州汽車集團股份有限公司 汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

1 前言

在汽車電子控制單元ECU 內部采用CAN 總線的網絡結構，可以達到信息共享、減少布線、降低成本以及提高總體可靠性的目的。基于國際標準ISO 11898 的測試規范，得到了眾多車廠及汽車零部件公司的認可，其測試結果可以充分驗證CAN 總線信號質量，主要體現在下面三個方面：

（1）能對CAN 節點的電阻、電容、通信電平、時序數據進行充分評估。

（2）能驗證CAN 節點物理層的電路設計、驅動能力等方面的性能。

（3）提供確認總線產品品質及改善既有設計的重要依據。

2 CAN 總線電壓測試介紹

CAN 總線電壓測試分為兩類：CAN 總線隱性電壓測試和CAN 總線顯性電壓測試，及CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的測試。

2.1 CAN 總線隱性電壓測試

CAN 總線隱性電壓測試的測試原理圖如圖1。在實際測試中，常用高精度示波器或CAN 總線分析儀來測量CAN 總線的電壓。采用示波器的兩個通道分別測試CAN 總線的CAN_H 和CAN_L 對于信號地的電壓。計算CAN_diff（CAN _H - CAN_L）的電壓值，并與圖2 中的電壓評判范圍做比較，判斷是否符合標準。只有當測試得到的信號電壓值在圖2 電壓評判范圍內，則說明CAN_H 和CAN_L 信號質量OK；反之則不OK。

2.2 CAN 總線顯性電壓測試

CAN 總線顯性電壓測試的測試原理如圖3，在實際測試中，常用高精度示波器或CAN 總線分析儀來測量CAN 總線的電壓。在ECU 的CAN_H 和CAN_L 間連接測試電阻（圖3 中的Rtest，應為100～130Ω之間），若已連接100～130Ω的終端電阻則無須再連接Rtest。測量發送報文顯性位時，CAN_H、CAN_L 對于信號地的電壓（圖3 中的2 端口）以及計算CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的電壓值，并與圖4中的電壓評判范圍做比較，判斷是否符合標準。只有當測試得到的信號電壓值在圖4 電壓評判范圍內，則說明CAN_H和CAN_L 信號質量OK；反之則不OK。

圖3 ISO 11898-2-2003 顯性輸出電壓測試

圖4 ISO 11898-2-2003 顯性性輸出電壓測試評判標準

3 CAN 總線電壓測試實戰

在實際測試過程中，需要注意的是：在測試CAN_H 以及CAN_L 的電壓值時，必須引出電子控制單元的CAN_GND（總線信號地）才能正確進行CAN 總線電壓測試。為了更清楚直觀的了解CAN 總線的電壓測試，這里舉個例子，以下是用力科示波器測試的音響導航系統的CAN 總線的測試結果。

3.1 CAN_H 總線實戰測試

采用力科示波器測試的音響導航系統的CAN-H 總線，用示波器探頭探測CAN-H 和CAN_GND，調節示波器幅度和時間，得到下面圖5 CAN_H 一幀報文的的測試波形。

圖5 CAN_H 一幀報文截圖

從上圖5 可以看出，①紅框內為CAN_H 顯性位電壓，其電壓值如③紅框內數值：3.56V；②紅框內為CAN_H 隱性位電壓，其電壓值如④紅框內數值：2.39V。通過測試結果和測試標準做對比，結果發現測試結果符合圖2 及圖4 中的評判標準，故該CAN-H 信號質量判定為OK。

3.2 CAN_L 總線實戰測試

采用力科示波器測試的音響導航系統的CAN-L 總線，用示波器探頭探測CAN-L 和CAN_GND，調節示波器幅度和時間，得到下面圖6 CAN_L 一幀報文的測試波形。

圖6 CAN_L 一幀報文截圖

從上圖6 可以看出，①紅框內為CAN_L 顯性位電壓，其電壓值如④紅框內數值：1.39V；②紅框內為CAN_L 隱性位電壓，其電壓值如③紅框內數值：2.39V。通過測試結果和測試標準做對比，結果發現測試結果符合圖2 及圖4 中的評判標準，故該CAN-L 信號質量判定為OK。

3.3 CAN_diff 總線實戰測試

采用力科示波器測試的音響導航系統的CAN-L、和CAN-H 總線，用示波器探頭探測CAN-L 和CAN_GND，調節示波器幅度和時間，使用示波器的減法功能，把這兩個通道的信號進行相減，得到下面圖7 CAN_diff 一幀報文的測試波形。

圖7 CAN_diff 一幀報文截圖

從上圖7 可以看出，①紅框內為CAN_diff 顯性位電壓，其電壓值如③紅框內數值：2.14V；②紅框內為CAN_diff 隱性位電壓，其電壓值如④紅框內數值：14.60mV。通過測試結果和測試標準做對比，結果發現測試結果符合圖2 及圖4中的評判標準，故該CAN_diff 信號質量判定為OK。

4 結束語

隨著CAN 總線在汽車電子應用的日益廣泛應用，CAN總線測試技術會越來越重要。CAN 總線輸出電壓測試項目只是CAN 總線眾多一致性測試中的一項，通過示波器或者CAN 分析儀能夠手動測試出來。CAN 總線電壓測試是核心，務必根據CAN 總線協議標準執行，確保CAN 總線電壓的信號質量。目前關于CAN 總線的測試還比較缺乏相關參考資料，故我們在CAN 總線開發過程中逐步積累經驗，逐步完成CAN 總線的測試規范。