原创 GRGT丨CAN/CANFD一致性测试技术分享

        在汽车“新四化”的浪潮下，现代汽车的电子化程度逐步提高，越来越多的电子控制单元（ECU）加入到汽车的功能控制中，各ECU通过CAN/CANFD等总线技术实现相互通讯，汽车CAN总线网络变得越来越复杂。各个CAN节点质量良莠不齐，可能会给车辆网络通信带来较大安全隐患，轻则导致CAN/CANFD总线上出现偶发错误帧，重则导致整个总线网络瘫痪，使得相关零部件和系统功能失效。因此，CAN/CANFD一致性测试愈发成为各整车厂和零部件厂商关注的焦点。

        一致性测试旨在检验所实现的协议实体（或系统）与协议规范的符合程度（而验证则是检查形式化规范的内部一致性），即测试一个协议给定实现的外部行为是否符合协议的规范。

        汽车领域CAN/CANFD网络通信依据的基础协议有：

• ISO 11898

• ISO 16845

• ISO 14229

• ISO 15765

• OSEK/VDK Network Management

• AUTOSAR_SWS_CANNetworkManagement

• 整车厂标准：企业标准

        我们进行CAN/CANFD一致性测试主要就是检测车内各个控制器是否满足上述标准要求，从而实现车内通信各部件的协议一致性。

CAN/CANFD一致性测试的重要性

        随着通信技术的快速发展，网络之间的互联互通以及通信业务越来越依赖通信协议的发展。可以说，通信系统的正常运行和通信业务的顺利开展，首要就是取决于协议软件是否满足协议规范的要求，所以必须进行专门的协议测试加以保证。在汽车领域CAN/CANFD网络通信中，各节点（控制器）的质量不一致可能会引发错误、网络故障或网络瘫痪等问题，所以，为保证CAN/CANFD网络的正常安全运行，必须要执行CAN/CANFD一致性测试。

        测试内容覆盖五类：通信测试、网络管理测试、诊断测试、刷写测试、网关路由测试。

其中，通信测试分为：

• 物理层一致性测试——电阻、电容特性，电平值，阈值，容错性能测试；
• 数据链路层一致性测试——位时间，采样点，帧格式，CMX测试；
• 应用层一致性测试——报文周期，报文类型和通信相关的DTC测试。

        网络管理测试分为：

• 间接网络管理测试；
• 直接网络管理测试——OSEK NM测试，Autosar NM测试。

        诊断测试分为：

• 网络层测试——单帧、多帧，流控帧、连续帧，时间参数等测试；
• 应用层测试——UDS诊断服务测试。

        刷写测试分为：

• 进入Boot模式测试——应用程序有效/无效进入Boot测试；
• 正向下载测试——正常下载测试；
• 反向下载测试——断电、中断、跳过下载测试。

        网关路由测试分为：

• 报文路由一致性测试——直接/周期报文路由，标识符、数据长度、信号值一致性测试；
• 信号路由一致性测试——直接/周期信号路由，标识符、数据长度、信号值一致性测试；
• 网关路由功能测试——初始值、超时值、上次值，高负载状态测试。

        CAN/CANFD一致性测试工作可以按下列四个步骤进行：

        第一步：根据协议规范、需求开发规范，确定测试内容（测试规范）；

        第二步：设计实现测试套：测试序列生成、测试数据生成、测试例实现；

        第三步：执行测试；

        第四步：测试问题分析，测试报告整理。

        对CAN/CANFD测试问题的分析，需要在对协议理解的基础上，通过积累测试经验来完成。目前CAN/CANFD网络的应用在各大整车厂中已非常普遍，对测试问题点的理解和分析有利于研发阶段问题的排查和定位。例如物理层测试问题，可以定位到CAN/CANFD总线外围电路设计；采样点测试问题，可以定位到位时间的组成设计；BUSOFF快慢恢复测试问题，可以定位到累加的错误计数器引起的状态转换错误。

        广电计量汽车检测实验室在上海和青岛设有专业服务团队，致力于车载网络的设计验证工作，可为客户提供CAN / CANFD / LIN / Flexray / 车载以太网等车载总线的测试验证服务和Labcar/整车功能测试服务。目前已为国内多家OEM和Tier1提供车载网络测试服务解决方案，并建立了长期稳定的合作关系。

        提供定制化服务——可根据需求规范进行定制化测试规范和测试脚本开发，保证测试点完全覆盖。

        设备资源丰富——环境仓、干扰源、电流源，瞬态信号发生器等设备可灵活调用。

        工具链完善，可靠性高——采用Vector、Spirent、Technica、R&S等一线品牌设备，保证一致性结果。

        覆盖全生命周期测试——根据整车开发流程，可提供部件级测试、系统级测试及实车级测试。

        团队经验丰富——

        ⦁ 团队成员大部分具备三年以上的汽车行业测试经验，经验丰富；

        ⦁ 精通CAN/CANFD、LIN、Flexray、Ethernet等总线的通信、诊断、刷写、网络管理、网关路由等测试项目；

        ⦁ 熟悉整车功能功能测试和Labcar台架测试；

        ⦁ 具有开发测试规范和测试脚本的能力；

        ⦁ 熟练应用各大主流测试工具，如Vector、Spirent、R&S、Keysight、dSPACE等工具。

关于广电计量

        广电计量作为国内领先的第三方检测机构，深耕汽车检测市场10余年，构建了从材料到整车的全产业链检测能力，能为客户提供涵盖整车、新能源、智能网联与智能驾驶、传统零部件、芯片及元器件、车载软件、汽车网络安全、车用材料的汽车全寿命周期的计量检测、科研咨询、培训与技术服务。广电计量目前已获得近50家车厂认可，CNAS认可1500余项，市场规模在第三方检测机构中位居前列。公司致力于汽车行业发展，已服务9000多家车企及零部件厂商，是汽车企业的质量管家，也是智能汽车美好生活的守护者。