测试can总线物理层的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型的实施例提供了一种测试CAN总线物理层的装置，包括：用于控制总线终端电阻和滤波电容电路的被测控制器总线负载电路，所述总线负载电路的一端与CAN总线的CAN_H端连接，所述负载电路的另一端与CAN总线的CAN_L端连接；用于控制故障注入操作的故障注入电路，与所述总线负载电路连接；以及用于控制CAN总线线束电阻值和电容值，以及输入电阻值和输入电容值的总线测试环境负载电路，与所述故障注入电路连接，有效提高对CAN总线测试的方便性。
【专利说明】测试CAN总线物理层的装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆【技术领域】，尤其涉及一种测试CAN总线物理层的装置。
【背景技术】
[0002]随着CAN总线在车辆上的广泛应用，CAN总线的开发流程也越发细化，其中对CAN总线的各阶段测试也越来越受到各主机厂的重视。在CAN总线的部件级和系统级测试当中，测试环境的搭建和各种工况的创造是重要的组成部分，需要花费测试工程师大量的精力，并贯穿于整个测试过程。特别是在开发前期，在总线其它控制器没有实物样件的情况下，测试工程师无法通过搭建电器台架来创造总线测试环境，这时就需要通过一些专业的设备来模拟这个测试环境，使用这些设备做CAE (Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)开发需要专门的工程师团队花费大量的人力物力和时间来实现，但有很多时候可能只需要对前期样件进行简单的验证性测试，显然这样大型的复杂系统对于这个需求是完全没有必要的，这时就需要测试工程师开发一些简单的装置来满足这样的测试需求。
实用新型内容
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提出了一种测试CAN总线物理层的装置，方便对CAN总线的测试。
[0004]根据本实用新型的一个方面，提供了一种测试CAN总线物理层的装置，包括:用于控制终端电阻和滤波电容电路的被测控制器总线负载电路，所述总线负载电路的一端与CAN总线的CAN_H端连接，所 述负载电路的另一端与CAN总线的CAN_L端连接；用于控制故障注入操作的故障注入电路，与所述总线负载电路连接；以及用于控制CAN总线线束电阻值和电容值，以及输入电阻值和输入电容值的总线测试环境负载电路，与所述故障注入电路连接。
[0005]可选地，所述总线负载电路包括:第一开关、第一电阻、第二电阻、第二开关和第一电容器，其中所述第一开关的一端与CAN总线的CAN_H端连接，所述第一电阻的一端与所述第一开关的另一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述第一电容器的一端连接，所述第一电容器的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与CAN总线的CAN_L端连接。
[0006]可选地，所述故障注入电路包括:第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关和电压源Vl接口，其中所述第三开关的第一端与CAN总线的CAN_H端连接，所述第三开关的第二端与所述第七开关的第一端连接，所述第三开关的第三端与所述第九开关的一端连接；
[0007]所述第四开关的一端与CAN总线的CAN_L端连接，所述第四开关的第二端与所述第十开关的一端连接，所述第四开关的第三端与所述第八开关的一端连接；
[0008]所述第五开关的一端与CAN总线的Vbat+端连接，所述第五开关的另一端与电压源VCC连接；[0009]所述第六开关的一端与CAN总线的Vbat —端连接，所述第六开关的另一端与所述第十一开关的第一端连接；
[0010]所述第七开关的第二端接电压源VCC，所述第七开关的第三端接地；
[0011]所述第八开关的第二端接电压源VCC，所述第八开关的第三端接地；
[0012]所述第九开关的另一端接所述第十二开关的一端；
[0013]所述第十开关的另一端接所述第十二开关的另一端；
[0014]所述第十一开关的第二端接地，所述第十一开关的第三端接电压源Vl接口。
[0015]可选地，所述总线测试环境负载电路包括:第十三开关、第十四开关、第十五开关、第十六开关、第十七开关、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中
[0016]所述第十三开关的一端分别接所述第九开关的另一端和所述第十二开关的一端，所述第十三开关的另一端接CANScope总线分析仪的CANJ^^ ;
[0017]所述第十四开关的一端接所述第十开关的另一端，所述第十四开关的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0018]所述第十五开关的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端,所述第十五开关的另一端分别接所述第五电阻的一端和所述第四电容器的一端，所述第五电阻的另一端和所述第四电容器的另一端分别接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0019]所述第十六开关的一端 接CANScope总线分析仪的CAN_H端,所述第十六开关的另一端接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别接所述第七电阻的一端和所述第五电容器的一端，所述第五电容器的另一端接地；
[0020]所述第十七开关的的一端接所述第七电容的另一端，所述第十七开关的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0021]所述第三电阻的一端接所述第十二开关的一端，所述第三电阻的另一端接CANScope总线分析仪的;
[0022]所述第四电阻的一端接所述第十开关的另一端，所述第四电阻的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0023]所述第二电容器的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端，所述第二电容器的另
一端接地；
[0024]所述第三电容器的一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端，所述第三电容器的另
一端接地。
[0025]由上述技术方案可知，本实用新型的实施例具有如下有益效果:
[0026]1.可以模拟台架测试环境，方便了对控制器的前期开发测试；
[0027]2.开关和接口丰富，方便进行控制器CAN物理层的故障注入和地偏移测试；
[0028]3.结构简单，成本低廉，可大量制作并同时应用于多个控制器样件的测试；
[0029]4.可以根据波特率、节点数量和CAN主线束长度灵活调整元器件参数，利于重复使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1表示本实用新型的实施例的测试CAN总线物理层的装置的电路结构示意图；[0031]图2表示本实用新型的实施例的测试CAN总线物理层的装置的主视图；
[0032]图3表示本实用新型的实施例的测试CAN总线物理层的装置的俯视图；
[0033]图4表示本实用新型的实施例的测试CAN总线物理层的装置的仰视图；
[0034]图5表示本实用新型的实施例的测试CAN总线物理层的装置的右视图；
[0035]图6表示本实用新型的实施例的测试CAN总线物理层的装置的左视图。
【具体实施方式】
[0036]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0037]如图1所示，为本实用新型的实施例中的测试CAN总线物理层的装置的示意图，该装置包括:总线负载电路11、故障注入电路12和总线测试环境负载电路13。
[0038]用于控制总线终端电阻和滤波电容电路连接的被测控制器总线负载电路11，该总线负载电路11的一端与CAN总线的CAN_H端连接，该负载电路的另一端与CAN总线的CAN_L端连接；可选地，该总线负载电路包括:第一开关S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第二开关S2和第一电容器Cl,其中第一开关SI的一端与CAN总线的CAN_H端连接,第一电阻Rl的一端与第一开关SI的另一端连接,第一电阻Rl的另一端分别与第二电阻R2的一端和第一电容器Cl的一端连接,第一电容器Cl的另一端接地,第二电阻R2的另一端与第二开关S2的一端连接，第二开关S2的另一端与CAN总线的CAN_I^^连接。在总线负载电路中，第一电容Cl、第一电阻Rl和第二电阻R2组成的是终端电阻阻抗以及滤波电容电路，如已知被测ECU已包含终端阻抗电路，则`应在测试时断开第一开关SI和第二开关S2，断开总线负载电路与测E⑶的连接。
[0039]用于控制故障注入操作的故障注入电路12，与总线负载电路11连接，该故障注入电路12包括:第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12和电压源VI，通过开关第三开关S3~第十二开关S12可实现CAN总线短接、CAN总线断路、CAN总线与Vbat+端或Vbat-端短接等故障注入操作，并且可利用第十一开关SI I接入电压源Vl接口，方便地进行地偏移测试。其中
[0040]第三开关S3的第一端与CAN总线的CAN_H端连接，第三开关S3的第二端与第七开关S7第一端连接，第三开关S3的第三端与第九开关S9的一端连接；
[0041]第四开关S4的一端与CAN总线的CAN_L端连接，第四开关S4的第二端与第十开关SlO的一端连接，第四开关S4的第三端与第八开关S8的一端连接；
[0042]第五开关S5的一端与E⑶的Vbat+端连接,第五开关S5的另一端与电压源VCC连接；
[0043]第六开关S6的一端与E⑶的Vbat —端连接,第六开关S6的另一端与第^ 开关Sll的第一端连接；
[0044]第七开关S7的第二端接电压源VCC，第七开关S7的第三端接地；
[0045]第八开关S8的第二端接电压源VCC，第八开关S8的第三端接地；[0046]第九开关S9的另一端接第十二开关S12的一端；
[0047]第十开关SlO的另一端接第十二开关S12的另一端；
[0048]第十一开关Sll的第二端接地，第十一开关Sll的第三端接电压源Vl接口。
[0049]用于控制CAN总线线束电阻值和电容值，以及输入电阻值和输入电容值的总线测试环境负载电路13，与故障注入电路12连接。总线测试环境负载电路13包括:第十三开关S13、第十四开关S14、第十五开关S15、第十六开关S16、第十七开关S17、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4、第五电容器C5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，在总线测试环境负载电路13中，通过图1中所示电阻电容元器件，可以模拟CAN总线上除被测ECU以外的其它ECU都连接在线时的CAN总线线束电阻值和电容值，以及输入电阻值和输入电容值。其中
[0050]第十三开关S13的一端分别接第九开关S9的另一端和第十二开关S12的一端，第十三开关S13的另一端接CANScope总线分析仪的CANjU^ ;
[0051]第十四开关S14的一端接第十开关SlO的另一端,第十四开关S14的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0052]第十五开关S15的一端接CANScope总线分析仪的CAN_I^^,第十五开关S15的另一端分别接第五电阻R5的一端和第四电容器C4的一端,第五电阻R5的另一端和第四电容器C4的另一端分别接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0053]第十六开关S16的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端,第十六开关S16的另一端接第六电阻R6的一端，第 六电阻R6的另一端分别接第七电阻R7的一端和第五电容器C5的一端,第五电容器C5的另一端接地；
[0054]第十七开关的S17的一端接第七电容R7的另一端，第十七开关S17的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0055]第三电阻R3的一端接第十二开关S12的一端,第三电阻R3的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端；
[0056]第四电阻R4的一端接第十开关SlO的另一端，第四电阻R4的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端；
[0057]第二电容器C2的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端，第二电容器C2的另一端接地；
[0058]第三电容器C3的一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端，第三电容器C3的另一端接地。
[0059]以下为图1所示的电路器件选型的详细介绍，文中涉及到的参数均参考市面上有代表性的中档车车载总线环境，如无特殊网络结构，则图1所示电路可满足一般使用要求。
[0060]图1所示原理图设计的参数条件如下:总线波特率500kbps ;总节点数n=16 ；CAN线主线束长度L=25m ;单位长度导线电容参考值c=150pF/m ;单位长度导线电阻参考值r=100mQ/m;最小差分输入电阻典型值rdiff=20kQ ;最大差分输入电容典型值cdiff=10pF,则各元器件的参数可以通过如下公式计算得出:
[0061]R3=R4=r*L=0.1*25=2.5 Q ^ 3Q ；
[0062]C2=C3=c*L=150exp-12*25=3.72nF ^ 3.9nF ；
[0063]R5=rdiff/ (n-3) =20000/ (16-3) =1538 Q ^ 1.5k Q ；[0064]C4=cdiff* (n-3) =10exp_12* (16-3) =130pF ?150pF。
[0065]根据网络节点数、主线束长度的不同，可相应更改n和L的值，计算元器件参数。
[0066]参见图2?图6，为本实用新型的实施例中测试CAN总线的装置的结构示意图。在本实用新型的实施例中装置可选用为控制盒的样式。
[0067]参考图1所示的电路示意图，在装置的正面上安装开关(SI?S16)和接线柱(Jl?J3上每个通道对应一个接线柱)，为了对这些开关和接线柱进行标识，在装置的操作面板上可以粘贴或印刷线路图。如图2所示，左侧四个接线柱分别连接被测ECU的CAN总线和电源线，右侧六个接线柱分别连接用于测量的CANscope (CAN示波器)和两路CAN测试通道；
[0068]如果测试前准备工作比较完善，被测ECU和各测试设备均制作了 DB9接口插头，则本装置在顶部、左侧和右侧分别设置了 DB9公头插座，便于使用连接，参见图3，图5和图6所示；
[0069]在装置的底部设置了三个0 4mm的插孔，分别连接用于地偏移测试而需要接入的直流电VI，以及用于测试系统供电的直流电源两端，参见图4。
[0070]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种测试CAN总线物理层的装置，其特征在于，包括: 用于控制终端电阻和滤波电容电路的被测控制器总线负载电路，所述总线负载电路的一端与CAN总线的CAN_H端连接，所述负载电路的另一端与CAN总线的CAN_L端连接；用于控制故障注入操作的故障注入电路，与所述总线负载电路连接；以及用于控制CAN总线线束电阻值和电容值，以及输入电阻值和输入电容值的总线测试环境负载电路，与所述故障注入电路连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述总线负载电路包括:第一开关、第一电阻、第二电阻、第二开关和第一电容器，其中所述第一开关的一端与CAN总线的CAN_I^^连接，所述第一电阻的一端与所述第一开关的另一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述第一电容器的一端连接，所述第一电容器的另一端接地，所述第二电阻的另一端与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与CAN总线的CAN_L端连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述故障注入电路包括:第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关和电压源Vl接口，其中所述第三开关的第一端与CAN总线的CAN_H端连接，所述第三开关的第二端与所述第七开关的第一端连接，所述第三开关的第三端与所述第九开关的一端连接； 所述第四开关的一端与CAN总线的CAN_L端连接，所述第四开关的第二端与所述第十开关的一端连接，所述第四开关的第三端与所述第八开关的一端连接； 所述第五开关的一端与CAN总线的Vbat+端连接，所述第五开关的另一端与电压源VCC连接； 所述第六开关的一端与CAN总线的Vbat —端连接，所述第六开关的另一端与所述第十一开关的第一端连接；` 所述第七开关的第二端接电压源VCC，所述第七开关的第三端接地； 所述第八开关的第二端接电压源VCC，所述第八开关的第三端接地； 所述第九开关的另一端接所述第十二开关的一端； 所述第十开关的另一端接所述第十二开关的另一端； 所述第十一开关的第二端接地，所述第十一开关的第三端接电压源Vl接口。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述总线测试环境负载电路包括:第十三开关、第十四开关、第十五开关、第十六开关、第十七开关、第二电容器、第三电容器、第四电容器、第五电容器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，其中 所述第十三开关的一端分别接所述第九开关的另一端和所述第十二开关的一端，所述第十三开关的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端； 所述第十四开关的一端接所述第十开关的另一端，所述第十四开关的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端； 所述第十五开关的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端,所述第十五开关的另一端分别接所述第五电阻的一端和所述第四电容器的一端，所述第五电阻的另一端和所述第四电容器的另一端分别接CANScope总线分析仪的CAN_L端； 所述第十六开关的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端,所述第十六开关的另一端接所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别接所述第七电阻的一端和所述第五电容器的一端，所述第五电容器的另一端接地； 所述第十七开关的的一端接所述第七电容的另一端，所述第十七开关的另一端接CANScope总线分析仪的CANJ^SJ ; 所述第三电阻的一端接所述第十二开关的一端，所述第三电阻的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端； 所述第四电阻的一端接所述第十开关的另一端，所述第四电阻的另一端接CANScope总线分析仪的CAN_L端； 所述第二电容器的一端接CANScope总线分析仪的CAN_H端，所述第二电容器的另一端接地； 所述第三电容器的一端 接CANScope总线分析仪的CAN_I^^，所述第三电容器的另一端接地。
【文档编号】G05B23/02GK203405730SQ201320454038
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】王鑫, 马海涛, 王松 申请人:北京汽车研究总院有限公司