总线测试中干扰与故障注入是验证ECU可靠性的关键。同星总线干扰仪设备专为 CAN/CAN FD 和 LIN 总线测试打造覆盖双总线干扰测试需求。本文带你掌握其核心功能与操作要点干货满满建议收藏。本文关键词CANLIN干扰仪1、总线干扰仪设备功能概要1. 功能概要总线干扰仪设备是一款用于 CAN/CAN FD 和 LIN 总线测试的专业工具支持帧干扰、采样点测试、Timing 测量、测试帧发送等功能覆盖双总线干扰测试需求具体如下CAN/CAN FD 总线测试功能✅ 支持干扰 CAN/CAN FD 报文的特定位位值✅ 支持自定义干扰序列或报文序列✅ 支持 CAN 干扰次数统计功能✅ 支持 CAN 帧 Bit 位整位显性干扰、隐性干扰✅ 支持 CAN 总线位宽容忍度测试✅ 支持 CAN 总线 Bus-Off 行为测试✅ 支持采样点测试LIN 总线测试功能✅ 支持 LIN 报文的特定位位值✅ 支持 LIN 帧 Bit 位整位显性干扰、隐性干扰✅ 支持 LIN 干扰次数统计功能✅ 支持采样点测试✅ 支持 Timing 测量✅ 测试帧发送支持主节点/从节点可设置帧头、响应、帧间隙、发送次数、发送时间等参数2. 文本使用的样式和符号文中使用到的样式和符号如下2、干扰仪窗口干扰仪主要包含以下功能区1. 菜单栏图12. CAN/CAN FD 参数显示区图13. 侧边功能栏图14. CAN 干扰配置区图15. CAN 干扰控制区图16. CAN 采样点测试功能区图27. 设备选择弹窗图38. 通信方式选择区图39. 设备网络设置区图310. 干扰仪功能模式设置区图311. CAN/CAN FD 参数设置弹窗图412. CAN/CAN FD 快速干扰区图513. LIN 基础干扰区图614. LIN 采样点测试区图715. Timing 测量区图816. 测试帧发送区图817. LIN 干扰配置弹窗图918. 语言设置弹窗图1019. 关于弹窗图11图1 干扰仪CAN高级干扰界面图2 干扰仪CAN采样点测试界面图3 干扰仪CAN选择设备界面图4 干扰仪 CAN 配置界面图5 干扰仪CAN快速干扰界面图6 干扰仪LIN基础干扰界面图7 干扰仪LIN采样点测试界面图8 干扰仪LIN测试帧与测量界面图9 干扰仪LIN配置界面图10 干扰仪语言选择界面图11 干扰仪关于界面2.1 菜单栏菜单栏包括选择设备、CAN/LIN 配置、导入、保存四个按钮各按钮说明如下2.2 侧边功能栏通过侧边功能栏可切换主界面的当前功能支持切换的功能如下2.3 选择设备弹窗点击菜单栏的【选择设备】按钮后弹出选择设备窗口可在该页面选择扫描到的设备进行干扰和采样点测试功能● 区域 1【刷新】按钮扫描支持干扰功能的设备● 区域 2选中一个设备● 区域 3选择连接方式USB 或网口● 区域 4显示当前网卡的网络配置需在 Windows 系统【网络和 Internet 设置】中配置确保设备与网卡网段一致方可使用● 区域 5对选中设备进行网络配置● 区域 6设置干扰仪工作模式CAN/LIN● 区域 7选择网络设置或者固件升级图12 选择设备弹窗网络设置页对选中的干扰仪设备修改配置并点击网络设置后会有弹窗提示设置结果。设置成功后需重启设备使网络配置生效。图13 设备网络设置成功弹窗PC 端以太网设置方式如下图14 PC 端以太网设置固件升级页对选中的干扰仪设备进行固件升级固件升级需网线连接点击【...】按钮会有弹窗文件选择器选择对应的固件文件后点击【升级】等待输出框提示【升级完成请重启设备】即为升级成功。图15 固件升级2.4 CAN 模式2.4.1 CAN/CAN FD 参数显示区该区域显示当前配置的 CAN 通信参数包括仲裁段波特率、仲裁段采样点、数据段波特率、数据段采样点。2.4.2 CAN 干扰配置区2.4.2.1 干扰帧类型干扰主面板中可快速选择要干扰的帧类型。● CAN 模式可选择干扰 CAN 标准帧、CAN 扩展帧● CAN FD 模式可选择干扰 CAN 标准帧、CAN 扩展帧、CAN FD 标准帧、CAN FD 扩展帧。如需干扰远程帧可将 RTR 标志位置为 1。图16 干扰帧类型选择2.4.2.2 出发位置信息配置触发位置信息可以设置干扰触发点其中【触发偏移】为 CAN Bit 位偏移。提供示例例如当【触发偏移】填 3【触发位置】选择 DataByte0 时满足触发条件后从数据场第 4 位开始干扰。图17 触发位置选择2.4.2.3 触发条件 Bit 位设置触发条件支持设置帧的所有 Bit 位● 当所有 Bit 位都为 X 时表示干扰总线上所有符合帧类型条件的帧● 当对应的 Bit 位不为 X 时则匹配对应位值相同的帧进行干扰如图18 中的配置为对帧 ID 为 1 的帧进行干扰触发干扰的位置为数据场DataByte0 的第四位。Bit 位设置区域下方会显示当前帧 Bit 位的波形。当鼠标悬停或选中 Bit 位时波形图区域会突出显示对应的 Bit 位。帧结构图和 Bit 位设置块具有双向关联显示功能。图18 干扰条件和触发位置设置2.4.2.4 干扰序列干扰序列配置区用于配置干扰时的电平状态显性或隐性及干扰持续时间● 干扰模式可选择显性或隐性● 时序信息可配置干扰的时间长度三个选项——仲裁段位时序信息、数据段位时序信息根据设备类型自动计算干扰一个 CAN Bit 位所需的 Ticks、序列段控制可手动输入 Ticks干扰序列可添加多条已添加的序列选中后可进行修改。如需要继续添加新序列段需先清除选中状态。如图19所示图中为输出 6 个 CAN Bit 位长度的干扰图19 干扰序列配置两种干扰模式说明● 显性干扰对选定位置的起始位施加有限长度的显性干扰● 隐性干扰对选定位置的起始位施加有限长度的隐性干扰2.4.3 CAN 干扰控制区干扰主面板底部可以控制干扰功能的开始和停止并显示当前干扰状态Active、Idle、Triggered● Active干扰功能已激活● Idle干扰功能空闲中● Triggered已触发干扰干扰激活时会进行触发计数并显示。干扰计数右侧可配置干扰的大周期、大周期间隔、小周期、小周期间隔参数。图20 干扰控制和显示2.4.3.1 周期设置图21 周期设置图22 干扰周期示例提供示例以大周期 2、大周期间隔 3、小周期 4、小周期间隔 1 为例● 大周期计数 1~7 为第一个周期12~18 为第二个周期● 小周期每个周期内有 4 帧错误帧● 大周期间隔两个周期之间的间隔为 4 帧正常帧含小周期间隔影响● 小周期间隔每个周期内两个错误帧之间间隔 1 帧正常帧2.4.3.2 Bus-Off 行为当前节点向总线发送错误帧时发送错误计数器TEC开始计数● 发送一帧错误帧TEC 8● 成功发送一帧正常帧 TEC - 1当 TEC 255时当前节点进入 Bus-Off 状态关闭 Controller不再接收/发送报文。因此设置干扰次数为连续 32 次32 × 8 256即可触发 Bus-Off。干扰次数可由周期配置中的“大周期 × 小周期”计算得出。注意触发 Bus-Off 需要连续 32 次 干扰周期间隔必须设置为 0。图23 Bus-Off 行为周期设置2.4.4 CAN 采样点测试功能区采样点测试功能区主要分为 3 部分如 图24 所示● 区域 1开始采样点测试按钮控制功能启动● 区域 2显示测量结果● 区域 3配置测量条件配置区域配置属性说明图24 采样点测试功能2.4.4.1 采样点测试误差及影响因素分析采样点理论计算CAN 的位时间分为同步段Sync Segment、时间段1TSEG1和时间段2TSEG2这些片段由不同数量的TQTime Quantum组成TQ 是由芯片晶振周期分频得来。图25 CAN 位时间结构示意图采样点的理论计算值为提供示例以 TOSUN 设备 500 kbps 波特率下采样点 80% 为例此时分频系数为 1TSEG1为 63TSEG2 为 16。图26 波特率采样点示例则采样点为163/1631680%最小时钟周期及 FPGA Ticks 计算TH7011 采用的时钟频率为 200 MHz即最小时钟周期 T0 1/200 MHz 5 ns。当波特率为 500 kbps 时T1 1/500 kbps 2000 ns即干扰一个 Bit 位需要的时间为T1/T0 400 Ticks。相较于市场上同类竞品TH7011 的时钟频率更高、步长更小具有以下优势● 更高的测试精度可更精细地调整干扰信号参数● 更广的测试范围理论上支持最长 65536 个干扰点● 更灵活的测试策略可制定更灵活更多样化的测试方案● 更可靠的测试结果有助于减少测试不确定性和误差采样点测试的必要性采样点是接收节点判断信号逻辑0 或 1的具体位置。在 CAN 总线网络中多个节点应尽量保持相同的采样点以确保在相同采样频率下正确、同步地接收和处理信号。若采样点不一致可能导致采样错误进而引发网络故障。采样点测试原理采用干扰手段破坏指定位置或附近的逻辑电平观察 CAN 报文是否出现错误帧。若出现错误帧则指定干扰位置即为采样点位置。误差分析● TH7011干扰一个 Bit 位所带来的上升/下降沿误差可忽略不计● 被测件自身采样点位置与预期存在偏差● 信号在 CAN 线、收发器、接口等部件传输时存在一定的传输延迟影响采样点时间准确性● CAN 总线在传输过程中受外部电磁干扰、电源噪声等影响信号出现噪声● CAN 收发器的性能差异如转换速率、增益、带宽等可能导致信号变形或失真● 总线负载情况影响信号传输特性和波形● 温度、湿度等环境条件可能导致 CAN 总线电气特性变化2.5 LIN 模式2.5.1 LIN 干扰配置区2.5.1.1 干扰类型在基础干扰面板中可以选择干扰类型Frame/Bus图27 选择干扰类型2.5.1.2 Frame 配置当干扰类型为 Frame 时可配置 FID为空时干扰所有帧对不同段进行干扰Break 段对 Break 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰。图28 Break 段配置Sync Byte 段对 Sync Byte 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰选择 IBS则为干扰字节间间隔。图29 Sync Byte 段配置PID 段对 PID 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰选择 IBS 则为干扰字节间间隔。图30 PID 段配置Data 段对 Data 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰选择 IBS 则为干扰字节间间隔。DLC 影响可选 Byte 范围如 DLC 3可选 Byte 0 ~ Byte 2。若选择【数据覆盖】模式覆盖长度由 DLC 控制数据内容可自定义。图31 Data 段配置图32 Data 段数据覆盖配置Checksum 段对 Checksum 段从指定位置施加指定长度的显性/隐性干扰选择IBS 则为干扰字节间间隔。图33 Checksum 段配置2.5.1.3 Bus 配置当干扰类型为 Bus 时可对总线施加一段时间的显/隐性干扰。图34 Bus 配置2.5.2 LIN 采样点测试功能区采样点测试功能区主要分为 3 部分如图35所示● 区域 1开始采样点测试按钮控制功能启动● 区域 2显示测量结果● 区域 3配置测量条件配置区域配置属性详解如下●【ISO 标准采样点测试】使用预设参数进行采样点测试●【非标准采样点测试】使用自定义 PID 进行采样点测试图35 LIN 采样点测试配置2.5.3 LIN 测试帧发送与测量2.5.3.1 Timing 测量Timing 测量功能主要分为 3 个部分● 区域 1统计当前测量到的标识符对应帧的计数● 区域 2显示当前测量到的帧各段的时间● 区域 3开启/停止测量。图36 Timing测量界面2.5.3.2 测试帧发送测试帧发送功能主要分为 6 个区域● 区域 1选择以主节点模式还是从节点模式● 区域 2配置帧头信息——用户配置 PID软件自动计算 PID 场、P0、P1用户可点击 P0、P1 反转现有值反转时标红边框。选择从节点时间隔、间隔界定符、同步场字段无效● 区域 3配置帧响应信息——数据长度会影响数据内容的可配置长度数据内容区用户可自由编辑软件自动根据校验和类型计算校验和如用户手动输入与计算结果不一致则标红边框● 区域 4配置帧时隙信息● 区域 5配置发送次数与发送时间● 区域 6开始/停止发送测试帧图37 测试帧发送配置3、使用示例3.1 选择干扰仪设备该部分示例演示选择用来进行 CAN 网络干扰的设备。● 步骤1打开选择设备弹窗点击菜单栏的【选择设备】按钮● 步骤2刷新设备在弹出选择设备窗口中如未显示可用设备点击【刷新】按钮并等待片刻● 步骤3选择设备在设备列表中选中一个需要使用的设备● 步骤4选择连接方式可选 USB /网口连接方式● 步骤5选择模式在下拉框中选择 CAN 模式如需 LIN 模式则选 LIN● 步骤6确定设备在弹窗底部点击【确定】按钮。图38 选择设备页面3.2 干扰仪设备网络设置该部分示例演示如何配置干扰仪设备的网络配置。● 步骤1打开选择设备弹窗点击菜单栏的【选择设备】按钮● 步骤2刷新设备在弹出选择设备窗口中如果没有显示可用设备点击【刷新】按钮并等待片刻● 步骤3选择设备在设备列表中选中一个需要使用的设备● 步骤4选择网口连接方式● 步骤5输入配置在干扰仪网络设置区输入正确的配置● 步骤6网络设置点击【网络设置】按钮并等待片刻弹出成功提示后重启设备电源使配置生效。图39 干扰仪网络设置图40 干扰仪网络设置成功提示3.3 干扰仪固件升级该部分示例演示如何给干扰仪设备升级固件此功能需要网线连接设备。见图15● 步骤1选择设备弹窗选择需要升级的设备● 步骤2点击【固件升级】页● 步骤3点击【...】按钮在弹出的文件选择器中选择升级的固件● 步骤4点击【升级】按钮● 步骤5等待片刻直至输出框显示【升级完成请重启设备】即固件升级完成● 步骤6重启设备等待设备启动后再次点击【刷新】按钮在列表中选择对应的设备即可在下方查看升级后的固件版本。3.4 CAN 通信参数配置该示例演示如何配置干扰仪设备和被测件的 CAN 通信的参数。● 步骤1打开 CAN 配置弹窗点击菜单栏的【CAN 配置】按钮● 步骤2输入 CAN 通信参数在下拉框和输入框选择或输入正确的配置● 步骤3确认配置点击确定按钮。图41 CAN 通信参数配置3.5 CAN 快速干扰该示例演示如何配置 CAN 快速干扰对总线上 ID 为 0x3C 的标准报文进行干扰干扰长度为 1 Bit 的显性干扰干扰次数为 3 次。可使用鼠标点击常用干扰位来快速配置触发位置也可手动配置。图42 CAN 快速干扰3.6 CAN 高级干扰该示例演示如何配置 CAN/CAN FD 帧、干扰序列对总线上的 ID 值为 0x1FF 的标准帧报文进行干扰。干扰序列为 3 个显性的 CAN Bit 位加 2 个隐性 CAN Bit 位干扰位置为控制场第二位干扰次数为 200 次。● 步骤 1选择设备和 CAN 配置按照 4.1 和 4.4 中的示例配置设备和 CAN 总线的通信参数● 步骤 2CAN 帧配置——选择触发条件中帧类型为 CAN 帧触发位置为 Data Byte 0触发偏移为 1仲裁场 ID 二进制位为 00111111111其他位保持为 X。图43 CAN 干扰帧配置● 步骤 3配置干扰序列——在干扰主面板右侧的序列配置区域选择干扰模式为显性选择时序信息为【仲裁段位时序信息】并点击【新增】按钮 3 次然后更改干扰模式为隐性点击【新增】按钮 2 次。图44 干扰时序配置● 步骤 4配置干扰周期——在周期设置中大周期填入 1大周期间隔为 0小周期为 200小周期间隔为 1。图45 干扰周期配置● 步骤 5开始干扰——点击【开始干扰】按钮进行总线干扰。图46 干扰效果显示3.7 CAN 采样点测试该示例演示采样点测试操作流程。● 步骤 1选择设备和 CAN 配置按照 4.1 和 4.4 中的示例配置设备和 CAN 总线的通信参数● 步骤 2配置测试条件——设置预设仲裁段/数据段采样点配置测试用的 ID、精度、超时时间、测试次数以及总线显性/隐性电平到被测件 Rx 延迟ns● 步骤 3开始采样点测试——点击【开始采样点测试】按钮。图47 采样点测试3.8 LIN 通信参数配置该示例演示如何配置干扰仪设备和被测件的 LIN 通信参数设备选择与网络配置参考 3.1、3.2干扰仪功能模式选择 LIN。● 步骤 1打开 LIN 配置弹窗点击菜单栏的【LIN 配置】按钮● 步骤 2输入 LIN 通信参数——在下拉框选择正确的配置● 步骤 3确认配置——点击【确定】按钮。图48 LIN 通信参数配置3.9 LIN 基础干扰Frame 干扰示例干扰 FID 为 0x13 的帧对 Break 段从位置 0 开始施加 3 Bit 的隐性干扰次数为无限次。用于警告注LIN 基础干扰、采样点测试、Timing 测量、测试帧发送功能互斥请确保一项功能测试完毕再开启另一项测试图49 Frame 干扰Bus 干扰示例对总线施加 110 ms 的显性干扰。图50 Bus 干扰3.10 LIN 采样点测试该示例演示 LIN 采样点测试操作流程。● 步骤1选择采样点测试标准如选择非标准采样点测试请输入PID● 步骤2点击【开始测试】● 步骤3等待测试结果。图51 LIN 采样点测试3.11 LIN 测试帧与测量3.11.1 Timing 测量该示例演示 Timing 测量操作流程。点击【开始测量】测量到的帧以列表形式展现在界面上点击展开按钮即可查看各段时间测量结果。图52 Timing 测量3.11.2 测试帧发送该示例演示测试帧发送操作流程。● 步骤 1选择【主节点】模式● 步骤 2配置 FID 为 3F数据长度为 2输出内容 Byte0 0x22、Byte1 0x11发送次数为 50 次● 步骤 3点击【开始发送】。图53 测试帧发送