技术文章：ISO 11898 CAN一致性测试解读（一）

在ISO 11898标准中描述的CAN总线物理层一致性测试原理较为抽象，厂商在制定测试流程及执行测试过程中往往会遇到不少困难，我们通过系列连载文章，解读ISO 11898标准中有关CAN物理层一致性测试项目。

整车厂大多时候将车载的电子控制单元（ECU）设计和生产外包给零部件生产商，整车集成期间电气系统被连成多个ECU、多节点的有机整体，使得其功能及性能更加完善。目前CAN总线作为国际上应用最为广泛的现场总线之一，以其优良的可靠性和稳定性获得用户的肯定，也被广泛应用于ECU间的通信连接，随着系统复杂度日益增加，其网络通信质量的可靠性要求变得日益突出，这就要求我们建立一套可靠的体系来确保总线产品的通信质量。

基于国际标准ISO 11898的测试规范，得到了众多厂商及机构的认可，其测试结果：

●  能对CAN节点的电阻、电容、通信电平、时序数据进行充分评估；

●  能验证CAN节点物理层的电路设计、驱动能力等方面的性能；

●  提供确认总线产品品质及改善既有设计的重要依据；

今天将和大家详细讲解ISO 11898的CAN总线物理层一致性测试项—CAN总线电压测试

一、CAN总线电压测试

CAN总线电压测试分为两类：CAN总线隐性电压测试和CAN总线显性电压测试。

1、CAN总线隐性电压测试

CAN总线隐性电压测试的测试原理如图1在实际测试中，常用高精度示波器或CAN总线分析仪来测量CAN总线的电压。

图1  ISO 11898-2-2003 CAN总线隐性电压测试

测量ECU在总线空闲不带负载（即去掉终端电阻）情况下，CAN_H、CAN_L对于信号地的电压（图1中的2端口）以及计算CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的电压值，并与图2中的电压评判范围做比较，判断是否符合标准。

图2  ISO 11898-2-2003 CAN总线隐性电压测试评判标准

2、CAN总线显性电压测试

CAN总线显性电压测试的测试原理如图3，在实际测试中，常用高精度示波器或CAN总线分析仪来测量CAN总线的电压。

图3  ISO 11898-2-2003 显性输出电压测试

在ECU的CAN_H和CAN_L间连接测试电阻（图3中的Rtest，应为100~130Ω之间），若已连接100~130Ω的终端电阻则无须再连接Rtest。测量发送报文显性位时，CAN_H、CAN_L对于信号地的电压（图3中的2端口）以及计算CAN_diff（CAN_H - CAN_L）的电压值，并与图4中的电压评判范围做比较，判断是否符合标准。

图4  ISO 11898-2-2003 显性性输出电压测试评判标准

*需要注意的是：

在测试CAN_H以及CAN_L的电压值时，必须引出ECU的CAN_GND（总线信号地）才能正确进行CAN总线电压测试。

以下是用ZDS4054 Plus示波器测试的某车厂ECU的测试结果：

图5  CAN_H一帧报文截图

图5中①红框内为CAN_H显性位电压，其电压值如③红框内数值：3.56V

图5中②红框内为CAN_H隐性位电压，其电压值如④红框内数值：2.39V

    测试结果符合图2及图4中的评判标准。

图6  CAN_L一帧报文截图

图6中①红框内为CAN_L显性位电压，其电压值如④红框内数值：1.39V

图6中②红框内为CAN_L隐性位电压，其电压值如③红框内数值：2.39V

    测试结果符合图2及图4中的评判标准。

图7  CAN_diff一帧报文截图

图7中①红框内为CAN_diff显性位电压，其电压值如③红框内数值：2.14V

图7中②红框内为CAN_diff隐性位电压，其电压值如④红框内数值：14.60mV

    测试结果符合图2及图4中的评判标准。

总结：

本期介绍的输出电压测试项目只是众多一致性测试中的一项，通过示波器或者CAN分析仪能够手动测试出来。在后期的测试项目讲解中，我们会发现很多测试项在用手动测试的方式下，既复杂又耗时。在自动化测试的潮流下，ZLG的全自动CAN一致性测试系统—CANDT，就很好地解决以上难题。其测试流程完全遵照ISO 11898标准，同时能一键自动完成所有测试，同时导出详细的测试报告，为CAN自动化测试助力。

图8  CAN一致性测试系统