如何准确测量CAN节点的Busoff恢复时间

摘要：通信出现故障是时常会遇到的事情，小则无伤大雅，大可殃及城池。因此，处理故障的方法便显得至关重要，确认处理方式是否能可靠运作更是重中之重。

当CAN通信出现故障时，CAN控制器会让故障节点从主动错误状态进入被动错误状态，甚至进入总线关闭(Busoff)状态，使故障节点脱离总线的通信，使其不影响正常节点的通信，但该控制方案将导致在系统重新上电之前，进入总线关闭状态的节点会持续无法与其他节点做数据的交互，如若节点只是暂时的故障，那让节点实现自恢复的功能，则是更为上乘的控制方法。所以CAN总线设计规范对于CAN节点的Busoff自恢复方式做了严格的规定，充分考虑了偶发故障与持续故障的处理。具体规范如表 1所示，为测试标准“GMW14242 BusOff后的恢复时间”。目前多家整车厂对其系统供应商的设备也都提出了相应的Busoff后恢复时间的控制策略要求。

表 1 BusOff后的恢复时间标准

所以每个厂家在产品投入使用前，都要进行CAN节点DUT(被测设备)Busoff后的恢复时间测试。但由于测试中要实施对通信信号的干扰，并判断节点是否已进入Busoff状态，然后才能去测量其恢复的时间，即使是使用示波器去观察信号，也很难做出准确的测量。为了解决该问题，广州致远电子股份有限公司改进了测试方法，使用CANScope-Pro总线分析仪、CANScope-StressZ扩展板进行全自动测试操作，在完成操作后，使用其瞬态流量分析插件，即可准备判断测量CAN节点在Busoff后的自恢复时间。

试验原理：由测试设备触发DUT发送报文，然后制造干扰(CANH对地短路、破坏帧内容等)，导致DUT的报文发送失败，在导致连续32次发送失败后，DUT即进入BusOff状态。测量到下一次DUT发送报文的时间间隔即为BusOff后的恢复时间。

测试方案如下：

1. 本测试使用CANScope-Pro和CANScope-StressZ。需要DUT上电后，初始化控制器后，发送CAN报文或者通过CANScope触发DUT发送报文。CANScope勾选总线应答。如图 1所示，进行测试连接。使能CANScope-StressZ的RHL为60欧。

图 1 BusOff后的处理测试连接

2. 启动CANScope-Pro，将RHL调节为60欧，设置好和被测DUT相同的波特率，点击开启。控制DUT能发出各种预期的报文，并且能被CANScope-Pro收到。

3. 打开CANScope-Pro的“错误与干扰”，将“接受干扰”使能，并且将“持续时间”改为100，点击“应用”。如图 2所示。此时即可实现较高的干扰强度，保证每一个DUT发出的报文都可以被干扰。

图 2 启用接收干扰

4. 干扰一段时间后，点击报文界面的“停止”。打开CANScope-Pro的“流量分析”，找到某一个连续32个干扰结果，如图 3所示。

图 3 流量分析干扰结果

然后将流量分析界面缩小，测量两个干扰团之间的时间间隔，即为BusOff后的恢复时间。如图 4所示为70.7915ms。

图 4 BusOff后的恢复时间

CANScope分析仪周立功致远电子研发的一款综合性的CAN总线开发与测试的专业工具，集海量存储示波器、网络分析仪、误码率分析仪、协议分析仪及可靠性测试工具于一身，并把各种仪器有机的整合和关联;重新定义CAN总线的开发测试方法，可对CAN网络通信正确性、可靠性、合理性进行多角度全方位的评估;帮助用户快速定位故障节点，解决CAN总线应用的各种问题。