一、前言

　　由于汽車電子技術(shù)迅速發(fā)展，各個(gè)電控單元（ECU）的復(fù)雜程度不斷增加，對(duì)整車而言還集成了各種總線通訊功能、在線故障診斷（OBD）等功能，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法無法高質(zhì)量高效率地滿足復(fù)雜的測(cè)試需求。目前，國(guó)外普遍通過采用硬件在回路技術(shù)（HIL:Hardware In the Loop）建立完整的"虛擬車輛"測(cè)試平臺(tái)。通過該測(cè)試平臺(tái)，工作人員可以對(duì)待測(cè)試車型進(jìn)行仿真，建立相應(yīng)的車輛模型，并將其運(yùn)行于實(shí)時(shí)環(huán)境中，與各個(gè)電控系統(tǒng)閉環(huán)工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)行工況的模擬，完成對(duì)整車網(wǎng)絡(luò)和各個(gè)電控單元的手動(dòng)測(cè)試和自動(dòng)化測(cè)試。

　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network, CAN）的簡(jiǎn)稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開發(fā)了的，并終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO11898）。是國(guó)際上應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。

　　二、CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試開發(fā)流程

　　整車CAN網(wǎng)絡(luò)總線系統(tǒng)的開發(fā)采用國(guó)際通用的經(jīng)典V字形開發(fā)流程，大致分為：功能需求的分析，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，ECU節(jié)點(diǎn)的功能定義，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（應(yīng)用層協(xié)議、故障診斷協(xié)議）的制定，以及ECU軟硬件的開發(fā)、仿真、集成、測(cè)試等階段。

　　測(cè)試計(jì)劃制訂主要考慮網(wǎng)絡(luò)測(cè)試工作所需要的資源需求（工具需求以及人力需求等）、任務(wù)劃分、時(shí)間需求等，以確保后續(xù)的工作能順利地、有效地開展。

　　測(cè)試規(guī)范的制定主要是確定網(wǎng)絡(luò)需測(cè)試內(nèi)容。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)過程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試規(guī)范應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范完成后開展。網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的目的是確認(rèn)供應(yīng)商提供的ECU產(chǎn)品是否符合網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范的要求。正因?yàn)槿绱耍珻AN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試規(guī)范的制定必須依據(jù)CAN網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范。測(cè)試規(guī)范里需要包含所有的測(cè)試項(xiàng)內(nèi)容以及對(duì)每一測(cè)試項(xiàng)測(cè)試所需要的測(cè)試環(huán)境需求、測(cè)試步驟、測(cè)試工具需求的描述。

　　測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)包括軟件系統(tǒng)開發(fā)、硬件系統(tǒng)開發(fā)、軟硬件系統(tǒng)集成。軟件系統(tǒng)開發(fā)主要包括：

　　軟件架構(gòu)的劃分；

　　基于測(cè)試內(nèi)容的測(cè)試程序開發(fā)；

　　基于網(wǎng)絡(luò)通信報(bào)文的庫文件開發(fā)；

　　用來控制測(cè)試執(zhí)行等方面的測(cè)試面板開發(fā)；

　　用來控制不同的測(cè)試系統(tǒng)使之有效工作的相關(guān)控制程序開發(fā)。

　　硬件系統(tǒng)開發(fā)主要包括：

　　網(wǎng)絡(luò)測(cè)試輔助控制器開發(fā)；

　　測(cè)試工具的選型（如程控電源、CAN網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、CAN網(wǎng)絡(luò)干擾設(shè)備、CAN網(wǎng)絡(luò)波形采集設(shè)備等）。

　　軟硬件系統(tǒng)集成其目的是對(duì)軟件開發(fā)系統(tǒng)與硬件開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試使之無縫集成在一起并有效的工作。

　　測(cè)試實(shí)施是CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的具體的實(shí)施環(huán)節(jié)，主要包括：

　　測(cè)試環(huán)境的搭建（測(cè)試臺(tái)架的搭建等）；

　　對(duì)被測(cè)ECU網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的執(zhí)行；

　　記錄測(cè)試結(jié)果并保存測(cè)試記錄。

　　測(cè)試總結(jié)主要是根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)被測(cè)ECU進(jìn)行分析，確定被測(cè)ECU是否符合CAN網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范的要求。

  圖1CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試流程圖

                                          
　　三、CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試開發(fā)工具

　　CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試開發(fā)需要以下主要的開發(fā)工具：DOORS、VisualC++、Matlab/Simulink、CANoe.MatlabInteRFace、CANoe、CANdela、CANoe.DiVa、CANcard、CANdb++、CANscope、CANstress、CodeWarrior、Protel等。

　　DOORS為需求管理工具，可以利用該工具整理網(wǎng)絡(luò)測(cè)試內(nèi)容并對(duì)后續(xù)開發(fā)工具提供測(cè)試需求的輸入。VisualC++主要用于開發(fā)硬件系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)工作的控制程序和人機(jī)交互操作界面的控制程序。Matlab/Simulink和CANoe.MatlabInterface主要用于基于模型的測(cè)試內(nèi)容的建模，用來實(shí)現(xiàn)測(cè)試代碼的自動(dòng)生成。CANoe為網(wǎng)絡(luò)仿真、測(cè)試工具，在CANoe下開發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的測(cè)試程序，同時(shí)利用CANoe生成網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。CANscope用于CAN信號(hào)物理特性的測(cè)量與分析，具有多種采樣觸發(fā)方式，在網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中用于采集被測(cè)ECU的波形。CANstress用于干擾CAN網(wǎng)絡(luò)通信以測(cè)試ECU及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，在網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)中用于干擾被測(cè)網(wǎng)絡(luò)，CANdela用于編輯基于KWP2000和UDS的診斷數(shù)據(jù)庫，CANoe.DiVa用于生成診斷相關(guān)的測(cè)試程序，其輸入文件為CANdela編輯的庫文件，輸出文件為CANoe的診斷相關(guān)的測(cè)試程序，CANdb++用于編輯CAN通信報(bào)文的數(shù)據(jù)庫。

　　四、一種CAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)第二節(jié)介紹的測(cè)試流程，采用第三節(jié)介紹的相應(yīng)開發(fā)工具來開發(fā)出一種CAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。該CAN自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的功能包括：測(cè)試流程的控制、測(cè)試用例的自動(dòng)執(zhí)行、數(shù)據(jù)采集以及處理、自動(dòng)生成測(cè)試。

　　1）測(cè)試規(guī)范的制定：采用DOORS需求管理工具，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求規(guī)范和診斷需求規(guī)范，制定出CAN網(wǎng)絡(luò)單元測(cè)試規(guī)范、系統(tǒng)測(cè)試規(guī)范和診斷測(cè)試規(guī)范；

　　2）利用CANdb++進(jìn)行CAN報(bào)文數(shù)據(jù)庫方面的軟件開發(fā)，CANdela進(jìn)行診斷數(shù)據(jù)庫方面的開發(fā)；

　　3）根據(jù)1）制定的網(wǎng)絡(luò)單元測(cè)試規(guī)范和系統(tǒng)測(cè)試規(guī)范，利用Matlab/Simulink和CANoe.MatlabInteRFace生成相應(yīng)的測(cè)試程序，并在CANoe環(huán)境下進(jìn)行集成；

　　4）根據(jù)2）完成的診斷數(shù)據(jù)庫，利用CANoe.DiVa生成診斷測(cè)試程序，并在CANoe環(huán)境下進(jìn)行集成；

　　5）利用CANoe、Matlab/Simulink和VisualC++進(jìn)行控制面板方面的軟件開發(fā)；

　　6）根據(jù)測(cè)試規(guī)范的測(cè)試需求，利用VisualC++、CodeWarrior和Protel進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)輔助控制器以及其他諸如故障植入等方面的軟硬件開發(fā)；

　　7）利用VisualC++開發(fā)CANstress、CANscope和程控電源等測(cè)試工具的控制程序；

　　8）利用VisualC++進(jìn)行系統(tǒng)集成。

　　網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)和示意圖如圖2、圖3所示。

圖3CAN網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)示意圖

　　五、結(jié)論
　　本文首先詳細(xì)介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試流程；其次，介紹了CAN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試開發(fā)所需要使用的開發(fā)工具并介紹了這些開發(fā)工具的具體功能；，基于該流程并利用這些開發(fā)工具，詳細(xì)的介紹了開發(fā)流程中自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)細(xì)節(jié)