如何使用CAN分析儀驗(yàn)證MCUCAN錯(cuò)誤機(jī)制

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本文通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證CAN控制器的錯(cuò)誤處理機(jī)制是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

具體而言，我們使用ZPS-CANFD設(shè)備（ZPS-CANFD介紹）作為測(cè)量工具，USBCANFD-200U作為被測(cè)設(shè)備（DUT），通過注入特定類型的錯(cuò)誤，觀察DUT的響應(yīng)是否符合ISO16845-1:2016和ISO11898-1:2015標(biāo)準(zhǔn)的要求。

實(shí)驗(yàn)包括接收錯(cuò)誤響應(yīng)驗(yàn)證和發(fā)送錯(cuò)誤響應(yīng)驗(yàn)證兩個(gè)部分。

打開ZPS-CANFD和USBCANFD-200U的配套軟件。

配置CAN通道參數(shù)，包括波特率和終端電阻，確保兩者匹配。

開啟CAN通道，ZPS-CANFD設(shè)置為“只聽?wèi)?yīng)答模式”，以便于觀察DUT的錯(cuò)誤幀響應(yīng)，而不干擾總線。

在CAN控制器的運(yùn)行機(jī)制中，當(dāng)接收到不同類型的錯(cuò)誤時(shí)，錯(cuò)誤幀的生成位置和REC（接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器）的增量會(huì)有所不同。本節(jié)通過兩個(gè)實(shí)例驗(yàn)證DUT在接收錯(cuò)誤時(shí)的響應(yīng)。

觀察出現(xiàn)CRC錯(cuò)誤后，錯(cuò)誤幀生成位置是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

觀察出現(xiàn)錯(cuò)誤幀后，REC遞增是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)7.2.5小節(jié)，當(dāng)DUT接收到CRC錯(cuò)誤（CANFD幀）時(shí)，它將生成一個(gè)有效的錯(cuò)誤幀，從CRC定界符后的第四位開始。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)7.6.10小節(jié)，當(dāng)DUT生成一幀錯(cuò)誤幀后，其REC應(yīng)增加1。

在ZPS-CANFD軟件的報(bào)文發(fā)送窗口，添加任意報(bào)文（例如ID為100的CANFD幀）。

打開高級(jí)按鈕，勾選“發(fā)送干擾”，將干擾位置設(shè)置為“自定義”，干擾類型選擇“單位干擾”。

將干擾光標(biāo)移到CRC字段的某個(gè)位（注意避開固定填充位），如下圖所示。

在ZPS-CANFD軟件界面，觀察錯(cuò)誤幀波形。

當(dāng)DUT接收到CRC錯(cuò)誤后，其錯(cuò)誤幀從CRC定界符后的第四位開始發(fā)出，符合標(biāo)準(zhǔn)。

下圖分別展示了正確幀和錯(cuò)誤幀的CRC定界符位置對(duì)比。

在DUT軟件界面，觀察錯(cuò)誤信息。當(dāng)出現(xiàn)一幀錯(cuò)誤幀時(shí)，REC+1；出現(xiàn)兩幀錯(cuò)誤幀時(shí)，REC+2，以此類推，符合標(biāo)準(zhǔn)。如下圖所示。

觀察出現(xiàn)EOF錯(cuò)誤后，錯(cuò)誤幀生成位置是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

觀察出現(xiàn)錯(cuò)誤幀后，REC遞增是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)7.2.10小節(jié)，當(dāng)DUT接收到EOF錯(cuò)誤時(shí)，它將生成一個(gè)有效的錯(cuò)誤幀，從損壞位的下一位開始。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)7.6.14小節(jié)和ISO11898-1:2015標(biāo)準(zhǔn)12.1.4.2小節(jié)，若REC起始值為0且ACK發(fā)送成功，REC保持為0；若REC起始值大于0且ACK發(fā)送成功，REC減1。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)7.6.8小節(jié)，當(dāng)DUT生成一幀錯(cuò)誤幀后，其REC應(yīng)增加1。

在ZPS-CANFD軟件的報(bào)文發(fā)送窗口，添加任意報(bào)文。

打開高級(jí)按鈕，勾選“發(fā)送干擾”，將干擾位置設(shè)置為“自定義”，干擾類型選擇“單位干擾”。

將干擾光標(biāo)移到EOF位，如下圖所示。

在ZPS-CANFD軟件界面，觀察錯(cuò)誤幀波形。當(dāng)DUT接收到EOF錯(cuò)誤后，其錯(cuò)誤幀在該位之后的第一位開始發(fā)出，符合標(biāo)準(zhǔn)。如下圖所示。

在DUT軟件界面，觀察錯(cuò)誤信息。當(dāng)出現(xiàn)一幀錯(cuò)誤幀時(shí)，REC保持初始值，符合標(biāo)準(zhǔn)。

例如，若REC初始值為1，因?yàn)镋OF錯(cuò)誤出現(xiàn)在ACK之后，ACK發(fā)送成功，REC-1；EOF錯(cuò)誤發(fā)生，REC+1，因此REC值不變。如下圖所示。

觀察出現(xiàn)CRC定界符錯(cuò)誤后，錯(cuò)誤幀生成位置是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

觀察出現(xiàn)錯(cuò)誤幀后，TEC遞增是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)8.2.5小節(jié)，當(dāng)DUT發(fā)送報(bào)文的CRC定界符位被破壞后，它將生成一個(gè)有效的錯(cuò)誤幀，從損壞位的下一位開始。

根據(jù)ISO16845-1:2016標(biāo)準(zhǔn)8.6.7小節(jié)，當(dāng)DUT生成一幀錯(cuò)誤幀后，其TEC應(yīng)增加8。

在ZPS-CANFD軟件的被動(dòng)接收干擾窗口，根據(jù)DUT發(fā)送的報(bào)文設(shè)置幀數(shù)據(jù)和干擾位置。

將干擾光標(biāo)放到“CRC定界符”位，干擾類型選擇“隱性干擾為顯性”，并啟動(dòng)干擾，如下圖所示。

在ZPS-CANFD軟件界面，觀察錯(cuò)誤幀波形。當(dāng)DUT的CRC定界符位被干擾后，其錯(cuò)誤幀在該位之后的第一位開始發(fā)出，符合標(biāo)準(zhǔn)。如下圖所示。

在DUT軟件界面，觀察錯(cuò)誤信息。當(dāng)發(fā)送一幀錯(cuò)誤幀時(shí)，TEC+8；發(fā)送兩幀錯(cuò)誤幀時(shí)，TEC+16，以此類推，符合標(biāo)準(zhǔn)。如下圖所示。

通過以上實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了USBCANFD-200U的CAN控制器在接收和發(fā)送過程中對(duì)CRC錯(cuò)誤、EOF錯(cuò)誤和CRC定界符錯(cuò)誤的響應(yīng)完全符合ISO16845-1:2016和ISO11898-1:2015標(biāo)準(zhǔn)的要求。

具體而言：

這些驗(yàn)證對(duì)于確保CAN總線系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要，尤其是在汽車電子和工業(yè)控制等對(duì)通信穩(wěn)定性有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域。通過使用ZPS-CANFD設(shè)備進(jìn)行總線錯(cuò)誤注入和分析，我們可以高效地驗(yàn)證CAN控制器的錯(cuò)誤處理機(jī)制，從而提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試效率。

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