基于CAN总线的汽车测试解决方案

成功案例

上海聚星仪器有限公司作为NI中国授权的系统联盟商，是国内将PXI+TestStand平台技术应用在基于CAN总线的汽车系统测试的倡导者之一，已为数家国际知名汽车电子生产厂提供了数十套基于该技术的测试系统。例如聚星公司开发的基于CAN总线的汽车音响测试系统，用于全自动汽车收音机流水线的测试，每条自动流水线配备了6个PXI测试站，对音响不同组装阶段中的不同的功能进行自动测试。当该流水线又承接了另一个全新的汽车收音机的项目，并要求根据订单调配该流水线的生产计划时，由于采用了PXI+TestStand的平台技术，流水线改造无需购买新的测试仪器，只需修改相应的软件程序既可快速投入新产品的测试中。这家厂商对新收音机的测试系统改造只花了1个多月的时间，而如果从国外系统集成公司进口测试仪器至少需要4-6个月的时间。提前3个月推出新产品不仅意味着提前盈利，更在很大程度上抢先占领了市场份额。

图2：收音机测试连接示意图。

图2显示了一个典型的基于PXI+TestStand的收音机测试系统。其中1为采用Pentinum M的PXI-8196嵌入式控制器，控制器上提供了串口、并口、以太网口、USB和GPIB等接口，并且所有的软件都在它上面运行；2为PXI-8664 CAN控制器，与收音机的CAN总线连接；3为PXI-4472动态信号采集卡，配合聚星的音频分析软件实现音频分析仪的功能，它同时和收音机的喇叭输出连接，8个输入通道可以和4声道平衡输出匹配；4为PXI-5671射频信号发生器，配合聚星的射频软件实现立体声无线电信号源的功能，它和收音机的天线输入连接；5为PXI-2565高性能继电器，负责电源开关和其他开关切换，它的接触电阻仅30毫欧姆，单路可承载5安培的电流；6为PXI-4070数字万用表模块，它和电源以及继电器连接，测量电流和电压，提供6位半的精度。以上是PXI+TestStand检测平台的一个典型应用。被测件-收音机的CAN、音频、射频和电源是物理的测控对象，它们和各自的模块化仪器连接。模块化仪器都和PXI总线连接，交换测控数据和指令。所有的模块化仪器都有相应的软件控制，形成功能独立且可相互集成的测试软件模块。这些测试软件模块再由测试管理软件TestStand有机地构建成统一的测试流程。

PXI+TestStand平台的优势

对于客户而言，这种基于PXI+TestStand软硬件平台的测试系统具有集成度高、可靠性好、升级维护方便、开放彻底的优点。

首先，您可以使用一个标准3U的PXI机箱插上各种模块来替代原来塞满整个机柜的多个传统仪器；对于基于CAN总线的被测单元，又往往需要多种测试模块协同工作对被测单元的各种性能进行测试。比如一个汽车仪表板的功能测试就需要CAN控制器、模拟电压和电流采集、指示灯的开关控制、夜间照明的PWM采集、LED的视频检测等，而所有这些检测仪器都可以集成在一个PXI机箱里。这样在减小设备体积和占地的同时，又大大简化了检测设备的复杂度和连线的复杂度，从而提高了设备的可靠性。

其次，由于采用了标准化的平台结构，使得设备的检修和升级被大大的简化。比如一个工厂想更换现有的示波器或升级到PXI的示波器时，由于PXI的示波器和这些传统示波器一样都支持GPIB和IVI的标准，您只须在IVI驱动程序中配置相应的系统资源名称，不需要更改任何的测试代码，就可以轻松的完成替换和升级。这样你可以在节约投资的同时大大减少维护和升级的代价，尤其是减少生产线的中断时间。此外，从软件角度讲，由于所有的测试都采用相同的TestStand平台软件，当由于生产工艺变化或被测产品升级需要更改测试的流程或设置时，生产维护工程师只需要掌握一种软件TestStand，即可以轻松维护所有的检测站。

最后，对中国工程师可能也是最重要的，就是一个彻底开放的测试系统。它需要向测试工程师开放全部的测控信息，使得工程师有机会掌握自动测试测量的核心技术。这样的测试系统构架将数据采集、信号分析、测试流程和数据管理分层次地开放，使得工程师可以轻松地获取原始信号、调整分析方法和预处理参数、优化测试流程和定义数据报告结构格式等。比如在基于CAN总线的测试中，您可以用另一块CAN控制卡监视被测单元和外界的通信时序，分析总线逻辑是否符合规范。又比如您可以获取有问题的汽车音响的音频输出，作详细的事后分析，找出问题所在。曾经有一款汽车收音机的信噪比较低，用标准的检测方法无法诊断问题的原因。测试工程师对信噪比测试程序稍作修改后，将原始音频记录下来，再用FFT函数作频谱分析，发现在超过20kHz的某个频率有异常的峰值，改进设计后立刻就排除了故障。

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