一种汽车专用通信仿真测试工具的制作方法

1.本技术涉及汽车通信检测设备的技术领域，具体而言，涉及一种汽车专用通信仿真测试工具。


背景技术：

2.随着汽车尤其是新能源汽车控制系统的逐步自动化和智能化，近几年，智能网联和自动驾驶在汽车行业兴起，电子单元越来越多，信息传输量越来越大，汽车电气系统复杂程度更上一层楼，为了满足各电子系统的实时性通讯和控制需求，汽车通信网络总线技术应运而生并日趋强大。
3.目前车载通信网络总线主要有：控制器局域网总线can、车内网络总线lin、高速容错网络总线flexray、j1850pwm等；在汽车零部件的日常开发及测试过程中，需要有一台专用通信仿真测试工具对产品信号进行仿真及测试，需要用该工具进行上级控制单元的信号仿真测试，由此，现有的一些总线测试工具如vector的产品canoe，canalyzer，但其配套的汽车总线仿真测试软件，只能仿真 can/lin/flexray/k总线；英特佩斯的产品vehicle spy，但其配套的汽车总线仿真测试软件，只能支持can、lin、kline总线；致远电子的汽车can总线分析仪、 usb转can转换器、usbcan-ii+，但只能支持can总线。
4.以上汽车专用通信仿真测试工具都仅仅是总线仿真测试类产品，不仅价格昂贵，动辄数十万元，且以上工具的使用不够便捷，一方面，测试用例零散、难于管理，另一方面，存在测试结果晦涩生硬等难题。而这些测试工具存在的问题，都纷纷呈现到主机厂的研发人员及测试人员面前，造成工作效率不高、测试结果不便于分析等现象。
5.另外，目前的测试工具无法满足一些需要用到i/o、供电时序、adc输入、物理按键、物理指示灯、单线自定义通信等配合测试的工况；同时，在批量生产阶段，需要人工操作，界面复杂，性价比低下，影响生产效率等问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于：解决现有汽车专用通信仿真测试工具存在的至少一个问题。
7.本技术的技术方案是：提供了一种汽车专用通信仿真测试工具，该通信仿真测试工具包括壳体和电路板，电路板安装在壳体内，电路板上设置有mcu模块，壳体的一端设置有通信孔，通信仿真测试工具还包括：多通信单元模块，物理输入模块以及物理输出模块；多通信单元模块设置于电路板上，多通信单元模块的输出端电连接于mcu模块的通信端，多通信单元模块的通信物理接口安装于壳体的通信孔；物理输入模块设置于电路板上，物理输入模块的输出端电连接于mcu 模块的物理输入端，其中，物理输入模块至少包括物理按键以及旋钮开关，物理按键以及旋钮开关设置于壳体的另一端；物理输出模块设置于电路板上，物理输出模块的输入端电连接于mcu模块的物理输出端。
8.上述任一项技术方案中，进一步地，物理输出模块至少包括led指示灯电路、继电器电路以及晶体管电路，壳体的另一端还设置有多个安装孔，安装孔用于安装led指示灯电
路的led指示灯、继电器电路的继电器以及晶体管电路的晶体管。
9.上述任一项技术方案中，进一步地，多通信单元模块包括多个通信电路，通信电路中设置有通信物理接口，通信电路包括高速can通信模块、低速can通信模块、lin/k通信模块、spi通信模块、uart通信模块、j8pwm通信模块以及单线定义通信模块中的至少两个。
10.上述任一项技术方案中，进一步地，壳体的另一端还设置有接口，通信仿真测试工具还包括：开关量接口单元；开关量接口单元设置于电路板上，开关量接口单元中设置有i/o输入输出接口，i/o输入输出接口安装于壳体另一端的接口。
11.上述任一项技术方案中，进一步地，通信仿真测试工具还包括：电源模块；电源模块设置于电路板上，电源模块电连接于mcu模块的供电端。
12.上述任一项技术方案中，进一步地，通信仿真测试工具还包括：液晶显示屏；液晶显示屏通过多通信单元模块电连接于mcu模块，液晶显示屏设置于壳体的正面。
13.本技术的有益效果是：
14.本技术中的技术方案，通过在该汽车专用通信仿真测试工具中设置多个不同类型的通信电路，并设置了物理输入输出模块，如物理按键、旋钮开关、led指示灯、继电器等，以支持汽车各种工况下、多种不同类型通信信号的仿真测试，操作简单、成本低廉，并且可以模拟不同场景，可在需求分析、产品开发、检验验证、批量测试等阶段发挥重要功能，提高汽车专用通信仿真测试的可靠性。
附图说明
15.本技术的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是根据本技术的一个实施例的汽车专用通信仿真测试工具的示意框图；
17.图2是根据本技术的一个实施例的电路板的示意框图。
具体实施方式
18.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
19.在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
20.如图1和图2所示，本实施例提供了一种汽车专用通信仿真测试工具，该通信仿真测试工具包括：
21.该通信仿真测试工具包括壳体100和电路板200，电路板200安装在壳体100内，电路板200上设置有mcu模块201，壳体100的一端设置有通信孔10，通信仿真测试工具还包括：多通信单元模块202，物理输入模块203以及物理输出模块204。
22.具体的，mcu模块201可以采用st意法半导体公司的stm32f103c8t6芯片及最小系统组成，该stm32f103c8t6芯片是一款基于arm cortex-m内核stm32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64kb，需要电压2v～3.6v，其最小系统则包含了供电电路、晶振、复位
电路等，该stm32f103c8t6芯片集成度高，应用简单，资源丰富，成本低廉，能够大大降低通信仿真测试工具的开发难度和成本。
23.本实施例中的多通信单元模块202设置于电路板200上，多通信单元模块202 的输出端电连接于mcu模块201的通信端，多通信单元模块202的通信物理接口安装于壳体100的通信孔10。
24.进一步的，多通信单元模块202包括多个通信电路，通信电路中设置有通信物理接口，通信电路包括高速can通信模块、低速can通信模块、lin/k通信模块、 spi通信模块、uart通信模块、j1850pwm通信模块以及单线定义通信模块中的至少两个。
25.需要说明的是，可以根据通信仿真测试工具的测试需求，对上述通信模块进行组合、增减，也可以采用其余通信模块以适应测试需求。
26.现对各个通信电路进行说明：
27.1、高速can通信模块，采用nxp公司的tja1050t芯片,该tja1050t芯片是控制器区域网络(can)协议控制器和物理总线之间的接口，能够为总线提供差分发射能力并为can控制器提供差分接收能力。该tja1050t芯片完全兼容iso 11898 标准，内部差分接收器具有宽共模范围，可实现高电磁抗扰性(emi)，可在恶劣环境对总线引脚提供抗瞬态保护，热保护及对电池和接地具有短路保护，至少可连接110个节点等优点,该模块主要功能是对外部的高速can进行通信仿真和测试。
28.2、低速can通信模块，采用nxp公司的tja1055t芯片,该tja1055t芯片是控制器区域网络(can)协议控制器和物理总线之间的接口。主要用于车内最大125 kbd的低速应用，用于提供差分接收和发射能力，但仍会在错误状况中切换至单线发射器和/或接收器，具有很强的容错能力，该模块主要功能是对外部的低速can 进行通信仿真和测试。
29.3、lin通信模块，采用nxp公司的tja1021tk芯片,该tja1021tk芯片是lin 主/从协议控制器和物理总线之间的接口。主要用在使用1kbd至20kbd波特率的车内子网络，符合lin 2.1/sae j2602，该lin通信模块主要功能是对外部的 lin通信进行通信仿真和测速。
30.4、j1850pwm通信模块，采用安森美公司的ss8550和ss8050两款双极晶体管搭建而成，ss8550晶体管是低电压、大电流、小信号的pnp型硅三极管，其最大集电极电流为1.5a,vceo耐压25v，vcbo耐压40v；ss8050晶体管是低电压、大电流、小信号的npn型硅三极管，其最大集电极电流为1.5a,vceo耐压25v， vcbo耐压40v。可以通过mcu模块201发出脉宽调制信号到待测试模块的bus总线的正负端，通过该bus总线正负端的采集电路，向mcu模块201发送采集到的反馈信号，并运用2条线路以差动方式进行传输，最高速率为41.6kbps。
31.5、spi通信模块和uart通信模块，两者用于mcu模块201直接对外部进行通信，同时增加一些外围esd电路，两者的功能主要是对外部的spi及uart通信进行通信仿真和测试。
32.6、单线自定义通信模块，是mcu模块201对外部搭建的一个单线半双工的通信模块电路，由mos管、三极管、电阻电容组成，具体的是mcu模块201发出的 5v的tx信号经过mos电路转变为12v信号，外部的rx信号经过分压电路回传给 mcu的rx管脚，同时设置有外围esd电路，此模块主要是针对汽车上的特殊单线通信进行通信仿真和测试。
33.本实施例中，物理输入模块203设置于电路板200上，物理输入模块203的输出端电连接于mcu模块201的物理输入端，其中，物理输入模块203至少包括物理按键20以及旋钮开关30，物理按键20以及旋钮开关30设置于壳体100的另一端；
34.具体的，物理输入模块203中还设置有过分压及保护电路，设置在壳体100 上的物理按键20以及旋钮开关30，通过过分压及保护电路连接于mcu模块201的 i/o端口相连，即mcu模块201的物理输入端。通过设置物理按键20以及旋钮开关30，可以直接模拟外部的脉冲或者开关量产品的工况，减少外部接线，简单、方便、易用等优势。
35.另外，设置旋钮开关30主要是为了针对汽车涉及到的一些常规控制工况进行检测，配合本实施例中上述的多通信单元模块202进行有针对性的仿真及测试。
36.本实施例中，物理输出模块204设置于电路板200上，物理输出模块204的输入端电连接于mcu模块201的物理输出端。
37.进一步的，物理输出模块204至少包括led指示灯电路、继电器电路以及晶体管电路，壳体100的另一端还设置有多个安装孔40，安装孔40用于安装led指示灯电路的led指示灯、继电器电路的继电器以及晶体管电路的晶体管。
38.具体的，led指示灯电路主要是mcu模块201通过输出管脚控制三极管以实现对led指示灯的控制，在汽车通信仿真测试的过程中，具有显示直观、测试方便、控制简单。
39.继电器电路、晶体管电路为汽车通信测试中的通用电路，主要针对的是汽车上一些继电器控制、晶体管控制的一些常规工况，这些模块在汽车控制中较为常见，因此，设置继电器电路、晶体管电路以配合上述多通信单元模块202进行有针对性的仿真及测试。
40.在本实施例的一个优选实现方式中，壳体100的另一端还设置有接口，通信仿真测试工具还包括：开关量接口单元205；开关量接口单元205设置于电路板 200上，开关量接口单元205中设置有i/o输入输出接口，i/o输入输出接口安装于壳体100另一端的接口。
41.具体的，开关量接口单元205为通用i/o输入输出电路，其输出功能是mcu 模块201通过内部输出管脚控制三极管对电源地的通断来达到控制外部信号的功能，其输入功能是外部信号通过分压电路及外围esd电路来输入到mcu模块201 的功能，因此，在汽车的常见功能中，很多通用的输入输出功能都可以通过该通用i/o输入输出电路来进行通信仿真和测试。
42.进一步的，通信仿真测试工具还包括：电源模块206；电源模块206设置于电路板200上，电源模块206电连接于mcu模块201的供电端，该电源模块206的供电电压为12v，其可以根据各个模块/电路的供电需求，配合电压转换电路对输出的供电电压进行转换，其具体实现过程不再赘述。
43.在本实施例的另一个优选实现方式中，该通信仿真测试工具还包括：液晶显示屏50；液晶显示屏50通过多通信单元模块202电连接于mcu模块201，液晶显示屏50设置于壳体100的正面。
44.具体的，可以是通过多通信单元模块202中的spi通信模块或者uart通信模块，将mcu模块201于液晶显示屏50进行电连接，以便通过液晶显示屏50对该通信仿真测试工具在仿真测试过程中的状态进行直接的提示，如通信的id内容、数据内容、校验内容、错误内容等等，使得仿真测试结果的显示更为直观。
45.以上结合附图详细说明了本技术的技术方案，本技术提出了一种汽车专用通信仿真测试工具，该通信仿真测试工具包括壳体和电路板，电路板安装在壳体内，电路板上设置有mcu模块，壳体的一端设置有通信孔，通信仿真测试工具还包括：多通信单元模块，物理输入模块以及物理输出模块；多通信单元模块设置于电路板上，多通信单元模块的输出端电
连接于mcu模块的通信端，多通信单元模块的通信物理接口安装于壳体的通信孔；物理输入模块设置于电路板上，物理输入模块的输出端电连接于mcu模块的物理输入端，其中，物理输入模块至少包括物理按键以及旋钮开关，物理按键以及旋钮开关设置于壳体的另一端；物理输出模块设置于电路板上，物理输出模块的输入端电连接于mcu模块的物理输出端。通过本技术中的技术方案，能够在汽车通信仿真测试中实现多种不同信号及输入输出的测试，降低了汽车通信仿真测试工具的成本。
46.在本技术中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.附图中的各个部件的形状均是示意性的，不排除与其真实形状存在一定差异，附图仅用于对本技术的原理进行说明，并非意在对本技术进行限制。
48.尽管参考附图详地公开了本技术，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本技术的应用。本技术的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本技术保护范围和精神的情况下针对实用新型所作的各种变型、改型及等效方案。