项目介绍
支持CAN协议的柔性测试设备
控制器区域网络(CAN)是一个多主异步串行总线。由于它具有优良的错误处理机制及可靠的数据传送性能，该总线在汽车工业中非常普遍，在高安全系数要求的医疗行业中也正在得到普及。
20世纪80年代Bosch公司为解决汽车系统中各个电子单元之间的通信问题开发了CAN总线标准。这种串行总线用2根或1根电线把汽车里的各个电子设备连接起来，相互可以传递信息。采用CAN总线避免了电子模块间大量繁复的连线，比如仪表板上车速、发动机转速、油量和发动机温度的指示就不需要连接不同的线缆到对应的传感器，而只需要接入CAN总线，就可以从总线上获取相应信息。CAN的卓越表现使汽车制造商们纷纷开发并使用基于CAN和数据采集设备的测试系统。国际标准组织将CAN总线接纳为ISO 11898标准。NI公司在其标准虚拟仪器测试平台上推出CAN控制器系列，支持多种CAN总线的协议，其中包括高速CAN、低速容错CAN和单线CAN。尤其是新推出的PXI-8464软件可选类型的CAN控制器，可以让你不用更改硬件连接，就适应各种CAN通信协议，同时既可以作为总线控制器，又可以作总线通信分析仪，使得测试设备可以在最大程度上适应柔性生产。
随着CAN设备测试应用的发展，有关将测试系统组件（如电压和传感器测量设备、传动装置、离散输入和输出）集成于一体的需求日益增长。要想系统可以获得重复的测量结果，能使CAN传输与这些组件同步的功能就显得尤为重要。
系统要求
PXI（PCI）+LabVIEW汽车CAN总线测试平台
在基于CAN总线的汽车电子测量领域，最为成功的测试平台当属基于PXI总线和LabVIEW软件的虚拟仪器平台。
PXI作为一个符合工业标准的测试平台，它是建立在高速的CompactPCI总线基础之上，并加入了类似VXI所具有的定时、触发和同步功能。为了便于集成，PXI采用了开放的软件标准，其中包括通用的操作系统，即插即用的驱动和网络技术等。基于PXI的各种模块化仪器不仅具有标准化的硬件外形和接口，即插即用的安装方式，而且支持更高级别、更高兼容性的软件协议，比如可互换虚拟仪器标准(IVI)和虚拟仪器软件构架标准(VISA)等等。这样使得任何测试都可以标准化为相同的层次结构模式。
被测单元的物理信号经过传感器和信号调理接入测试测量硬件，这些模块化仪器都插在PXI机箱内和PXI总线接口相连。驱动程序通过PXI底层通信和模块化仪器交换测控数据。测控软件包通过驱动程序实现通用的数据采集、仪器和被测单元控制。信号处理软件包调用信号处理工具，实现通用信号分析功能。测试测量模块调用测控软件包和信号处理软件包，实现和具体被测单元相关的测试测量。这些测试测量模块构成整个检测的单项步骤，被测试软件平台调用。NI公司的LabVIEW软件是一个国际广泛应用的图形化编程软件。它可以非常方便的定制每项测试所共有的内容，比如测试流程管理、结果存档和报表、用户权限管理、操作工界面等等。以这个软件为平台，向下可以调用各个测试模块形成标准的测试流程，向上可以把数据记录到数据库，从而和硬件系统一起构成完整的测试测量系统。
系统说明
技术方案
汽车总线测试流程
1. 制订测试计划。制订测试计划是测试开始前必须的工作，包括了测试需要达到的目标，使用的资源、遵从的标准以及工具等方方面面，是测试顺利实施的指导性文件。主要内容有：目标；总体测试策略；测试的完整性需求；具体规则(如何时停止测试)；资源需求；职责(如测试用例设计，执行，检查)；测试用例库；测试标准；工具(LabVIEW, NI PXI-8461 2（NI PCI-CAN 2）, CANstress, Data log)；测试软/硬件配置；系统集成计划。
2. 测试用例。测试用例的设计是一项复杂的工作，既需要直觉又需要专门技术。
3. 测试向量。包括测试向量和分解每一个测试用例。
4. 测试过程。经过授权的专业人员系统地执行测试。测试步骤如下：
1).单元测试(White Box, Glass Box, check code correctness；
2).集成测试(Bottom Up, Top Down, Big Bang, Sandwich；
3).功能测试(Black Box, per specification, component。
选用的数字示波器有CAN分析功能，能够对CAN波形数据进行时序分析，把ID、Data的分析结果及ACK的有无和波形数据一起显示出来,能够对ID指定、数据指定、错误指定、帧开始作为组合触发条件收集数据，能够高速检索部帧数据，包括指定的ID、Data、CRC、ACK的帧和错误帧，以及把帧数据里混入的Bit Stuff(位填充功能)检索出来，进行波形显示。
可以实时观测CAN物理层面的杂音、运行、错误，从而有助于ECU的开发及程序错误和故障的分析。
可是实现多通道长时间保持数据。多种绝缘输入模块，比一般的示波器有更多的通道，可以将收集的数据保存在硬盘上。
随着CAN设备测试应用的发展，有关将测试系统组件（如电压和传感器测量设备、传动装置、离散输入和输出）集成于一体的需求日益增长。要想系统可以获得重复的测量结果，能使CAN传输与这些组件同步的功能就显得尤为重要。
定时基准为一块产生1 kHz脉冲串的NI-6030E 数据采集板，如图所示。该定时信号经由PXI触发总线到达NI-8461双端口CAN板卡上。此信号使得四个CAN端口上的信息传输分别在1 kHz, 500 Hz的帧速率下同步。
一块NI-5112双通道数字化仪板卡测量并显示CAN传输之间的定时关系以及定时脉冲串波形。
系统组成
软件测试环境
在汽车总线网络开发和测试过程中，主要应用的软件测试环境是使用LabVIEW图形编程环境开发的测试系统。 LabVIEW是美国National Instrument公司功能强大的图形化开发工具，能和PXI硬件设备进行完美配合，开发出用户所需的虚拟仪器测试系统。
通过该测试系统，可以进行整个系统的测试，又可以高效地进行电控单元、模块和集成测试。通过特殊功能“测试特性设置”支持ECU和网络测试。有了这些功能，就可以创建各种测试。例如验证单个开发步骤的测试，检查原型，执行蜕变测试和兼容性测试。此外，包含在测试服务库中的检查和仿真功能可以简化测试环境的设置和执行。可以分析KWP2000诊断通讯。诊断请求可以被选择、参数化，并显示出来。故障存储器控制台提供了对某个ECU故障存储器简便、快捷的访问。因此，所有参数都以符号进行显示。
硬件测试工具在CAN/LIN总线网络测试过程中，借助其它的测试工具，会进一步加快测试过程。这些硬件测试工具包括。
1. 记录和评估CAN总线电平的测量设备NI 5112 Scope Card。模块插入到PXI机箱中，通过软件可以分析各种因素对总线特性的影响：电缆类型和长度、总线驱动器和终端、不同故障形式、EMC等。对于目标调试，可以设定各种触发条件。例如当出现某个特定的CAN报文或出现错误幀，总线电平超过正常水平或低于正常水平就会触发记录进程，触发环境被完整记录下来，比较电压曲线。
2. CAN网络干扰生成工具CANStress。CAN网络对于总线通讯的扰动和故障具有很强的抗干扰能力。为了测试系统在干扰和故障情况下是否能够正常工作，需要能够产生CAN总线干扰的设备。CANStress就是供开发和测试者使用的综合性CAN总线干扰生成工具。该设备能够以可以复现的方式对总线的物理特性和逻辑电平施加干扰。CANStress是手持式硬件模块。它可以直接接入CAN总线。它包含灵活的触发和干扰逻辑。它包含大量的通过软件控制的电阻。它们可以用来构成总线上的电阻系列，总线间的连接电阻，电极间的连接电阻。CANStress支持的故障形式和测试模式包括：总线故障仿真，CAN系统故障，CAN控制器干扰，可编程短路和掉电等。在总线间插入可编程静态电容可以用于仿真各种总线长度。
解决方案
1. 汽车总线网络开发和测试一体的解决方案
解决方案具有最初的产品设计可发和测试能力，为汽车行业CAN/LIN总线开发提供了分析和测试功能强大的解决方案。在测试过程中，可以采用两种测试方式：交互测试(人工测试)和自动测试(无人监督)。在交互测试过程中，测试者可以交互地启动/重启某个测试过程，或者为测试提供输入激励；在自动测试过程中，通过预先配置，可以
